1. ไม่ว่าจะเป็นขั้วต่อไฟฟ้าความถี่สูงหรือขั้วต่อไฟฟ้าความถี่ต่ำ ความต้านทานการสัมผัส ความต้านทานของฉนวน และแรงดันไฟฟ้าที่ทนต่อไดอิเล็กตริก (เรียกอีกอย่างว่าความแรงทางไฟฟ้า) เป็นพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าพื้นฐานที่สุดเพื่อให้แน่ใจว่าขั้วต่อไฟฟ้าสามารถทำงานได้ตามปกติ และเชื่อถือได้ โดยปกติ ไฟฟ้า การตรวจสอบคุณภาพความสม่ำเสมอของเงื่อนไขทางเทคนิคของผลิตภัณฑ์ตัวเชื่อมต่อมีข้อกำหนดดัชนีทางเทคนิคและวิธีการทดสอบที่ชัดเจน รายการตรวจสอบทั้งสามนี้เป็นพื้นฐานที่สำคัญสำหรับผู้ใช้ในการตัดสินคุณภาพและความน่าเชื่อถือของขั้วต่อไฟฟ้า
อย่างไรก็ตาม จากประสบการณ์หลายปีของผู้เขียนในการทดสอบขั้วต่อไฟฟ้า มีความไม่สอดคล้องและความแตกต่างหลายประการในการใช้งานเงื่อนไขทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องเฉพาะระหว่างผู้ผลิตและระหว่างผู้ผลิตและผู้ใช้ ความแตกต่างในปัจจัยต่างๆ เช่น วิธีการใช้งาน การจัดการตัวอย่าง และสภาวะแวดล้อมส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำและความสม่ำเสมอของผลการทดสอบ ด้วยเหตุนี้ ผู้เขียนเชื่อว่าการปรับปรุงความน่าเชื่อถือในการทดสอบของขั้วต่อไฟฟ้าจะเป็นประโยชน์อย่างมาก เพื่อทำการอภิปรายพิเศษเกี่ยวกับปัญหาที่มีอยู่ในการทำงานจริงของรายการทดสอบประสิทธิภาพทางไฟฟ้าทั่วไปทั้งสามรายการ
นอกจากนี้ ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีสารสนเทศอิเล็กทรอนิกส์ ผู้ทดสอบอัตโนมัติแบบมัลติฟังก์ชั่นรุ่นใหม่จะค่อยๆ แทนที่เครื่องทดสอบแบบพารามิเตอร์เดียวแบบเดิม การประยุกต์ใช้เครื่องมือทดสอบใหม่เหล่านี้จะช่วยปรับปรุงความเร็ว ประสิทธิภาพ ความแม่นยำ และความน่าเชื่อถือของคุณสมบัติทางไฟฟ้าในการตรวจจับได้อย่างมาก
เฉพาะเจาะจง:
2 การทดสอบความต้านทานการสัมผัส
2.1 หลักการกระทำ
การสังเกตพื้นผิวของคอนเนคเตอร์คอนเนคเตอร์ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ แม้ว่าการชุบทองจะราบรื่นมาก แต่ก็ยังสามารถสังเกตการกระแทกขนาด {{0}} ไมครอนได้ จะเห็นได้ว่าหน้าสัมผัสของคู่สัมผัสที่จับคู่นั้นไม่ใช่หน้าสัมผัสของพื้นผิวสัมผัสทั้งหมด แต่เป็นหน้าสัมผัสของบางจุดที่กระจัดกระจายอยู่บนผิวสัมผัส พื้นผิวสัมผัสจริงต้องเล็กกว่าพื้นผิวสัมผัสตามทฤษฎี ขึ้นอยู่กับความเรียบของพื้นผิวและขนาดของแรงกดสัมผัส ความแตกต่างระหว่างทั้งสองสามารถเข้าถึงได้หลายพันครั้ง พื้นผิวสัมผัสที่แท้จริงสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วน หนึ่งคือส่วนสัมผัสโดยตรงระหว่างโลหะกับโลหะจริง กล่าวคือ จุดสัมผัสไมโครที่ไม่มีความต้านทานการเปลี่ยนแปลงระหว่างโลหะหรือที่เรียกว่าจุดสัมผัส จะเกิดขึ้นหลังจากฟิล์มส่วนต่อประสานเสียหายจากแรงกดสัมผัสหรือความร้อน ส่วนนี้คิดเป็นประมาณ 0 เปอร์เซ็นต์ของพื้นที่ติดต่อจริงของ 5-1 ประการที่สองคือส่วนที่สัมผัสกันหลังจากปนเปื้อนฟิล์มผ่านอินเทอร์เฟซหน้าสัมผัส เนื่องจากโลหะใด ๆ มีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนกลับเป็นสถานะออกไซด์ดั้งเดิม อันที่จริงไม่มีพื้นผิวโลหะที่สะอาดจริงๆ ในบรรยากาศ แม้แต่พื้นผิวโลหะที่สะอาดมากซึ่งสัมผัสกับบรรยากาศก็สามารถสร้างฟิล์มออกไซด์เริ่มต้นที่มีขนาดไม่กี่ไมครอนได้อย่างรวดเร็ว ตัวอย่างเช่น ใช้เวลาเพียง 2-3 นาทีสำหรับทองแดง 30 นาทีสำหรับนิกเกิล และ 2-3 วินาทีสำหรับอลูมิเนียมในการสร้างฟิล์มออกไซด์ที่มีความหนาประมาณ 2 ไมครอนบนพื้นผิว แม้แต่ทองคำโลหะมีค่าที่เสถียรเป็นพิเศษก็ยังสร้างฟิล์มดูดซับก๊าซอินทรีย์บนพื้นผิวของมันเนื่องจากมีพลังงานพื้นผิวสูง นอกจากนี้ ฝุ่นและสิ่งที่คล้ายกันในบรรยากาศยังก่อตัวเป็นฟิล์มที่เกาะอยู่บนพื้นผิวสัมผัส ดังนั้น จากมุมมองของการวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ พื้นผิวสัมผัสใดๆ ก็เป็นพื้นผิวที่ปนเปื้อน
โดยสรุป ความต้านทานการสัมผัสที่แท้จริงควรประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังต่อไปนี้
1) เน้นแนวต้าน!
ความต้านทานที่แสดงโดยการหดตัว (หรือความเข้มข้น) ของเส้นปัจจุบันเมื่อกระแสไหลผ่านพื้นผิวสัมผัสจริง เรียกว่าความต้านทานแบบเข้มข้นหรือความต้านทานการหดตัว
2) ความต้านทานของเมมเบรน
ความต้านทานแผ่นเนื่องจากฟิล์มพื้นผิวสัมผัสและสารปนเปื้อนอื่นๆ จากการวิเคราะห์สถานะพื้นผิวสัมผัส ฟิล์มที่เปรอะเปื้อนบนพื้นผิวสามารถแบ่งออกเป็นชั้นฟิล์มที่แน่นกว่าและชั้นการปนเปื้อนสิ่งเจือปนที่หลวมกว่า ดังนั้น เพื่อความแม่นยำ ความต้านทานของเมมเบรนสามารถเรียกได้ว่าความต้านทานส่วนต่อประสาน
3) ความต้านทานตัวนำ!
เมื่อวัดความต้านทานหน้าสัมผัสของหน้าสัมผัสของขั้วต่อไฟฟ้าจริง จะดำเนินการทั้งหมดที่ขั้วต่อหน้าสัมผัส ดังนั้น ความต้านทานหน้าสัมผัสที่วัดได้จริงยังรวมถึงความต้านทานตัวนำของหน้าสัมผัสภายนอกพื้นผิวหน้าสัมผัสและความต้านทานของตะกั่วด้วย ความต้านทานตัวนำส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุโลหะเอง และความสัมพันธ์กับอุณหภูมิแวดล้อมสามารถระบุได้ด้วยค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ
เพื่อความสะดวกในการแยกแยะ ความต้านทานแบบเข้มข้นบวกกับความต้านทานแบบฟิล์มบางจะเรียกว่าความต้านทานการสัมผัสจริง ความต้านทานที่วัดได้จริงรวมถึงความต้านทานของตัวนำเรียกว่าความต้านทานการสัมผัสทั้งหมด
ในการวัดความต้านทานการสัมผัสจริง มักใช้เครื่องทดสอบความต้านทานการสัมผัส (มิลลิโอห์มเมตร) ที่ออกแบบตามหลักการของวิธีสี่ขั้วเคลวินบริดจ์ ความต้านทาน R ประกอบด้วยสามส่วนต่อไปนี้ ซึ่งสามารถแสดงได้โดยสูตรต่อไปนี้: R=RC บวก RF บวก RP โดยที่: ความต้านทานที่มีความเข้มข้น RC; ความต้านทานฟิล์ม RF; ความต้านทานตัวนำ RP
จุดประสงค์ของการทดสอบความต้านทานการสัมผัสคือเพื่อกำหนดความต้านทานที่เกิดขึ้นเมื่อกระแสไหลผ่านหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าของพื้นผิวสัมผัส เมื่อกระแสน้ำขนาดใหญ่ไหลผ่านหน้าสัมผัสที่มีความต้านทานสูง อาจเกิดการใช้พลังงานมากเกินไปและเกิดความร้อนสูงเกินไปที่เป็นอันตรายของหน้าสัมผัสได้ ต้องใช้ความต้านทานหน้าสัมผัสที่ต่ำและเสถียรในการใช้งานจำนวนมาก เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมหน้าสัมผัสไม่ส่งผลต่อความถูกต้องของสภาวะของวงจร
นอกจากมิเตอร์มิลลิโอห์มแล้ว โวลแทมเมทรีและโพเทนชิโอมิเตอร์แบบแอมเพอโรเมตริกยังสามารถใช้เพื่อวัดความต้านทานการสัมผัสได้อีกด้วย
ในการเชื่อมต่อวงจรสัญญาณอ่อน เงื่อนไขพารามิเตอร์การทดสอบที่ตั้งไว้มีอิทธิพลบางอย่างต่อผลการทดสอบความต้านทานการสัมผัส เนื่องจากชั้นออกไซด์ น้ำมัน หรือสารปนเปื้อนอื่นๆ จะเกาะติดกับพื้นผิวสัมผัส ความต้านทานของฟิล์มจะพัฒนาระหว่างพื้นผิวของจุดสัมผัสทั้งสอง เนื่องจากฟิล์มเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดี ความต้านทานการสัมผัสจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อความหนาของฟิล์มเพิ่มขึ้น เมมเบรนจะเกิดการสลายทางกลภายใต้แรงกดสัมผัสสูงหรือการสลายทางไฟฟ้าภายใต้แรงดันไฟฟ้า 0 สูงและกระแสไฟสูง อย่างไรก็ตาม สำหรับคอนเน็กเตอร์ขนาดเล็กบางรุ่น แรงดันสัมผัสมีขนาดเล็กมาก กระแสไฟและแรงดันทำงานเป็นเพียงระดับ MA และ MV ความต้านทานของฟิล์มจะไม่พังง่าย และความต้านทานการสัมผัสที่เพิ่มขึ้นอาจส่งผลต่อการส่งกระแสไฟฟ้า สัญญาณ.
หนึ่งในวิธีทดสอบความต้านทานการสัมผัสใน GB5095 "ขั้นตอนการทดสอบพื้นฐานและวิธีการวัดสำหรับส่วนประกอบระบบเครื่องกลไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์", "วิธีต้านทานการสัมผัส-มิลลิโวลต์" กำหนดว่าเพื่อป้องกันการแตกของฟิล์มบนชิ้นสัมผัส วงจรทดสอบ AC หรือ แรงดันไฟสูงสุดของวงจรเปิด DC ไม่เกิน 20MV และกระแสไฟไม่เกิน 100MA ระหว่างการทดสอบ AC หรือ DC
ใน GJB1217 "วิธีทดสอบสำหรับขั้วต่อไฟฟ้า" มีวิธีทดสอบสองวิธี: "ความต้านทานการสัมผัสระดับต่ำ" และ "ความต้านทานการสัมผัส" เนื้อหาพื้นฐานของวิธีทดสอบความต้านทานการสัมผัสระดับต่ำจะเหมือนกับวิธีความต้านทานการสัมผัส-มิลลิโวลต์ใน GB5095 ที่กล่าวถึงข้างต้น จุดประสงค์คือเพื่อประเมินลักษณะความต้านทานการสัมผัสของหน้าสัมผัส CO ภายใต้สภาวะแรงดันและกระแสการใช้งานที่ไม่เปลี่ยนแปลงพื้นผิวสัมผัสทางกายภาพหรือเปลี่ยนแปลงฟิล์มออกไซด์ที่ไม่นำไฟฟ้าที่อาจมีอยู่ แรงดันทดสอบวงจรเปิดที่ใช้ต้องไม่เกิน 20MV และกระแสทดสอบต้องจำกัดที่ 100MA ประสิทธิภาพระดับนี้เพียงพอที่จะแสดงประสิทธิภาพของส่วนต่อประสานสัมผัสที่ระดับการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าต่ำ วัตถุประสงค์ของวิธีทดสอบความต้านทานการสัมผัสคือการวัดความต้านทานระหว่างปลายของหน้าสัมผัสการผสมพันธุ์หรือระหว่างหน้าสัมผัสและมาตรวัดโดยใช้กระแสที่ระบุ โดยทั่วไป วิธีการทดสอบนี้จะใช้กระแสไฟที่ระบุสูงกว่าวิธีทดสอบก่อนหน้ามาก ปฏิบัติตามมาตรฐานการทหารแห่งชาติ GJB101 "ข้อกำหนดทั่วไปสำหรับขั้วต่อไฟฟ้าที่ทนต่อสิ่งแวดล้อมแบบแยกส่วนอย่างรวดเร็วขนาดเล็ก"; กระแสระหว่างการวัดคือ 1A หลังจากเชื่อมต่อคู่คอนแทคเป็นอนุกรมแล้ว ให้วัดแรงดันตกคร่อมคู่คอนแทคแต่ละคู่และแปลงค่าเฉลี่ยเป็นค่าความต้านทานการสัมผัส ค่า.
2.2 ปัจจัยที่มีอิทธิพล
ส่วนใหญ่ได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ เช่น วัสดุสัมผัส แรงดันบวก สถานะพื้นผิว แรงดันใช้งาน และกระแส
1) วัสดุติดต่อ
เงื่อนไขทางเทคนิคของขั้วต่อไฟฟ้ากำหนดว่าหัวสัมผัสของข้อกำหนดเดียวกันที่ทำจากวัสดุต่างกันมีตัวบ่งชี้การประเมินความต้านทานการสัมผัสที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ตามข้อกำหนดทั่วไป GJB101-86 ของขั้วต่อไฟฟ้าที่ทนต่อสภาพแวดล้อมการแยกอย่างรวดเร็วขนาดเล็ก ความต้านทานการสัมผัสของหน้าสัมผัสการผสมพันธุ์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มม. โลหะผสมทองแดง น้อยกว่าหรือเท่ากับ5MΩ โลหะผสมเหล็ก น้อยกว่าหรือเท่ากับ 15MΩ
2) แรงกดดันเชิงบวก
แรงดันบวกของสัญญาคือแรงที่เกิดจากพื้นผิวสัมผัสกันซึ่งตั้งฉากกับพื้นผิวสัมผัส ด้วยการเพิ่มขึ้นของแรงดันบวก จำนวนและพื้นที่ของจุดไมโครสัมผัสก็ค่อยๆ เพิ่มขึ้นเช่นกัน และจุดไมโครสัมผัสเปลี่ยนจากการเสียรูปยืดหยุ่นไปเป็นการเสียรูปพลาสติก เนื่องจากความต้านทานเข้มข้นค่อยๆ ลดลง ความต้านทานการสัมผัสจึงลดลง แรงดันบวกของหน้าสัมผัสนั้นขึ้นอยู่กับรูปทรงของหน้าสัมผัสและคุณสมบัติของวัสดุเป็นหลัก
3) สภาพพื้นผิว
พื้นผิวสัมผัสแรกเป็นฟิล์มที่หลวมกว่าซึ่งเกิดจากการยึดเกาะทางกลและการสะสมของฝุ่น ขัดสน น้ำมัน ฯลฯ บนพื้นผิวสัมผัส เนื่องจากฝุ่นละออง ฟิล์มจึงฝังตัวได้ง่ายในหลุมขนาดเล็กของพื้นผิวสัมผัส พื้นที่ลดลง ความต้านทานการสัมผัสเพิ่มขึ้น และไม่เสถียรอย่างยิ่ง ประการที่สอง ฟิล์มเปรอะเปื้อนที่เกิดขึ้นจากการดูดซับทางกายภาพและการดูดซับทางเคมีส่วนใหญ่เป็นการดูดซับทางเคมีบนพื้นผิวโลหะ ซึ่งเกิดขึ้นจากการอพยพของอิเล็กตรอนหลังจากการดูดซับทางกายภาพ ดังนั้นผลิตภัณฑ์บางอย่างที่มีข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือสูง เช่น ขั้วต่อไฟฟ้าสำหรับการบิน ต้องมีการประกอบที่สะอาดและสภาพแวดล้อมในการผลิต กระบวนการทำความสะอาดที่สมบูรณ์แบบ และมาตรการปิดผนึกโครงสร้างที่จำเป็น และผู้ใช้ต้องมีการจัดเก็บที่ดีและใช้สภาพแวดล้อม
4) ใช้แรงดันไฟฟ้า
เมื่อแรงดันใช้งานถึงเกณฑ์ที่กำหนด ชั้นฟิล์มของแผ่นสัมผัสจะถูกทำลายลง และความต้านทานการสัมผัสจะลดลงอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม เนื่องจากผลกระทบจากความร้อนจะเร่งปฏิกิริยาเคมีใกล้กับฟิล์ม จึงมีผลในการซ่อมแซมฟิล์มบางอย่าง ดังนั้น ค่าความต้านทานจึงไม่เป็นเชิงเส้น รอบๆ เกณฑ์แรงดันไฟ ความผันผวนเล็กน้อยของแรงดันตกคร่อมอาจทำให้กระแสแปรผันได้ประมาณยี่สิบหรือสิบเท่า ความต้านทานการสัมผัสนั้นแตกต่างกันอย่างมาก และหากไม่เข้าใจข้อผิดพลาดที่ไม่เป็นเชิงเส้นนี้ ข้อผิดพลาดอาจเกิดขึ้นได้เมื่อทำการทดสอบและใช้งานหน้าสัมผัส
5) ปัจจุบัน
เมื่อกระแสเกินค่าที่กำหนด ความร้อนจูล () ที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าที่จุดเล็กๆ ของส่วนต่อประสานหน้าสัมผัสจะทำให้โลหะนิ่มหรือหลอมเหลว ซึ่งส่งผลต่อความต้านทานที่มีความเข้มข้น และทำให้ความต้านทานการสัมผัสลดลง