保险丝电压降的基本测法是:让规定的测试电流通过样品,用电压测量线跨接规定的两个测点,在要求的通流状态下读取电压差。测得的通常是毫伏级电压,具体数值应与对应型号、测试条件和测量边界一起判断。
实际操作最容易出错的,不是仪器有没有显示,而是测量线接到了哪里、读数对应冷态还是通流后的状态,以及拿什么限值比较。下面围绕一次性电流保险丝的电压降测试,依次说明接线、取值、记录与判定。
一、测试前,先确认测的是哪一段电压降
把电压测量线接在保险丝两端规定位置,取得的是这两个测点之间的电压差;如果测量线接在保险丝座外侧的接线端子上,读数还可能包含夹座触点、连接导体及其他接点的压降。两种测法各有用途,但不能当成同一个结果。
检验保险丝本体时,按对应标准、规格书或检验规范确定测点;检查装机连接损耗时,则可以另外测量完整组件或单个接点。记录中应明确“本体测量”还是“含座体组件测量”,最好附测点照片或标注图。
对于带引线或贴片产品,取样位置也会决定读数是否包含一段引线、焊点或PCB铜箔。不能仅凭都测了“保险丝两端”,就认为不同人员取得的数据具有可比性。电阻、温度与压降的基础关系,可结合保险丝电阻为什么会变大理解。
二、保险丝电压降测试怎么接线?
1. 通流回路怎样连接
台架测量需要能够提供规定电流的测试电源、合适的夹具或安装结构,以及电流确认手段。通流导线使测试电流经过保险丝,电流测量环节串联在这一回路中;如果测试设备已经集成电流监测,可按设备方法核对实际输出。
先断电装样、连接并检查,再施加测试电流。不要把保险丝标注的额定电压直接作为加在导通样品两端的测试电压。电压降测试关注规定电流下的两端电压差,测试电源的输出方式和能力应满足适用方法及整个回路的要求。
2. 电压测量线接在哪里
电压测量仪器跨接在规定的P1、P2测点之间,与通流回路分别连接。采用独立取样线,可以减少通流导线压降被计入结果的影响。四线测量的核心正是让通流线承担测试电流、取样线测量被测部位的电压差。[2]
取样线分开,并不自动保证测量边界正确。如果探针仍接在夹具外侧,夹具或连接部位的压降仍可能被包含进去。应把探针落在方法要求的位置,而不是随便找两个容易夹住的点。
3. 夹具和测点怎样保持一致
固定夹持位置、取样位置和样品安装方式。管状保险丝应避免每次把探针放到端帽的不同部位;带引线产品要记录测量包含的引线长度;贴片产品则应区分器件端头测量与跨焊盘、铜箔的板级测量。
夹具接触不稳定,既可能影响电流输出,也可能通过局部发热改变样品状态。应检查接触面、探针固定和导线连接,并通过重复装夹检查测量一致性。独立取样主要帮助控制电测边界,不能消除夹具改变散热和温度带来的全部影响。
三、接好线后,怎样测量电压降,并取得可比较的读数?
1. 测试电流按什么要求设置
先判断这次测量的目的。如果要核对规格书中的电压降参数,就采用该参数对应的电流、环境、安装和读取条件;如果要了解装机工作损耗,就记录实际工作电流和负载状态。两种测量都可以有价值,但结果用途不同。
例如,资料要求在额定电流下测量,就应确认实际通过样品的电流符合这一要求,而不是只检查电源设定值。若在另一个电流下取值,应把它记为该工况的应用测量结果,不能直接与原条件下的参数限值比较。
通流过程中还应关注电流是否持续满足要求。如果电源达到输出能力限制、线缆连接不良或设备负载发生变化,应先说明电流变化,再解释电压降读数。
2. 什么时候读取电压降
保险丝通电后会发热,电压降可能随热状态发生变化。刚通流的数值与通流一段时间后的数值,不能不加区分地混在同一组记录中。
SCHURTER公开技术资料以规定环境下、通额定电流并达到温度稳定后的状态说明其电压降测量。这个例子表明,电压降参数不仅有一个电流值,还对应明确的读取状态。[1]具体产品应采用自己的适用要求。
- 通流前:确认样品初始状态与规定预处理,记录环境和安装条件。
- 通流后:同时观察实际电流和电压降,保留必要的时间记录。
- 取值时:按适用方法的稳定条件或规定时刻读取,并记录判定依据。
不要给所有型号统一规定“通电一分钟就读数”,也不要只凭显示数值短暂不动就认定已经完成热稳定。需要记录初始值与稳定值时,应分别标注。
3. 量程、单位和交直流模式怎样核对
电压仪器应具有适合目标信号的量程、分辨率和测量准确度。显示很多小数位,并不等于整个测量系统足够准确;量程过大、读数接近仪器能力边界或探针接触波动,都可能掩盖真实差异。
单位换算为1V=1000mV。记录时保留单位,不能只写一个数字。交流、直流及含脉动分量的电压差,应采用与方法及波形相匹配的仪器模式,必要时核对有效值测量、频率响应和带宽,不能把不同模式的结果直接混比。
台架测试应使用满足试验要求的隔离测试设备;在整机带电测量中,还需核对仪器及附件的共模电压能力和安全等级。外部正在通流时,不要切换到电阻档测量。
四、测得的电压降怎样记录和判断?
1. 记录哪些信息,结果才有可比性
一条“电压降多少mV”的记录,无法说明它测了哪里、通过多少电流、处于什么状态。下面给出可用于建立检验记录的字段示例。“待填写”表示尚未提供数据,不代表蓝光某型号的实测结果或合格限值。
| 记录项目 | 填写内容 | 记录栏 |
|---|---|---|
| 样品身份 | 制造商、完整型号、批次、样品编号及额定电流 | 待填写 |
| 依据文件 | 规格书或试验规范编号、版本及适用项目 | 待填写 |
| 测试电流与电源 | 设定值、实际值、AC/DC及必要的波形信息 | 待填写 |
| 环境和安装 | 环境温度、夹具或座体、引线与安装方式 | 待填写 |
| 测量边界 | P1/P2位置及照片,是否包含引线、焊点或座体 | 待填写 |
| 测量仪器 | 仪器编号、校准状态、量程及测量模式 | 待填写 |
| 样品状态与取值 | 预处理、通流起始时间、读取时刻及稳定依据 | 待填写 |
| 电压降结果 | 各样品读数和单位,必要时保留随时间变化的数据 | 待填写 |
| 判定与异常记录 | 适用限值及来源、结果、测量不确定度或判定规则要求、异常说明 | 待填写 |
同一批样品采用相同方法测量时,可把共同条件放在记录表表头,将样品编号和各次读数逐行登记。发生重新装夹、仪器切换或条件调整时,应保留变化记录,不覆盖原始数据。
2. 怎样与规格书中的限值比较
先确认参数属于哪个具体型号和额定电流档位,再确认测量条件是否对应。如果资料给的是最大电压降,就按适用判定规则比较该上限;如果给的是典型值或参考值,则不能自动把这个数字当作每只样品的拒收界限。
接近限值时,应核对仪器误差、测量不确定度以及约定的判定规则。如果规格书没有给出可用于验收的限值,现有记录可以描述样品在该条件下的表现,但不能自行补一个“行业通用值”来判定合格。
目前本文未引用未经确认的蓝光产品电压降限值。对蓝光具体型号进行检验时,应取得对应的现行受控资料,并将其中的测试条件和判定要求填入记录,而不是套用其他系列或其他厂家的数值。
3. 读数偏大时,先复核哪些测量因素
发现结果偏大,先按以下顺序复核测量,再决定是否需要产品分析:
- 看电流:实际电流、波形和仪器模式是否与目标条件一致。
- 看边界:探针有没有移到夹具外侧,或额外包含一段引线、焊点和铜箔。
- 看状态:样品初始状态、读取时刻和温度条件是否一致。
- 看连接与重复性:检查夹具和探针固定,按既定方法复核,保留原始读数和复核结果。
如果这些条件已经一致,差异仍然存在,再结合样品身份、结构连接和相关检测分析。不能仅凭一次偏大的压降就直接认定虚焊,也不能反复换位置测量,只保留较小的结果。功耗与热匹配问题另见保险丝最大持续功耗与保险丝座匹配。
五、毫欧表测出的mΩ,能代替电压降测试吗?
不能只因毫欧表能测电阻,就认定已经完成规定的电压降测试。需要比较的是测试电流、测点、样品状态和取值方式是否等效,而不是仪器名称是否相近。
欧姆定律U=IR可以连接电阻与电压降,但其中的R必须对应所讨论的工作状态。用小测量电流取得的冷态电阻,直接乘以额定电流,得到的是按该冷态电阻计算的值;它不能自动代表样品在规定通流、升温后形成的实际压降。
另一方面,也不能笼统地说“毫欧表一律不能用”。如果某台设备能够提供规定电流、在规定位置独立取样,并满足要求的样品状态、持续时间、准确度及结果追溯条件,应按适用规范评估它能否实施该方法或作为经验证的等效方法。只输出一个mΩ读数,还不足以证明这些条件已经满足。
对目前以毫欧表进行生产检测的工位,先把它现有的测量电流、通流时间、取样位置和输出数据确认清楚,再与目标电压降试验逐项比较。冷态电阻测量本身的接线和边界控制,可参阅保险丝冷态电阻怎么测。
完成一次可复核的电压降测试,需要留下:测哪只样品、在哪两个点测、通过多少电流、什么状态读取,以及按哪份资料判断。把这几项确认清楚,mV读数才有明确的用途。