连接器检测详解

2.3 问题研讨
1) 低电平接触电阻检验
考虑到接触件膜层在高接触压力下会发生机械击穿或在高电压、大电流下会发生电击穿。对某些小体积的连接器设计的接触压力相当小,使用场合仅为mV或mA级,膜层电阻不易被击穿,可能影响电信号的传输。故国军标GJB1217-91电连接器试验方法中规定了两种试验方法。即低电平接触电阻试验方法和接触电阻试验方法。其中低电平接触电阻试验目的是评定接触件在加上不能改变物理的接触表面或不改变可能存在的不导电氧化簿膜的电压和电流条件下的接触电阻特性。所加开路试验电压不超过20mV,而试验电流应限制在100mA,在这一电平下的性能足以满足以表现在低电平电激励下的接触界面的性能。而接触电阻试验目的是测量通过规定电流的一对插合接触件两端或接触件与测量规之间的电阻,而此规定电流要比前者大得多,通常规定为1A。
2) 单孔分离力检验
为确保接触件插合接触可靠,保持稳定的正压力是关键。正压力是接触压力的一种直接指标,明显影响接触电阻。但鉴于接触件插合状态的正压力很难测量,故一般用测量插合状态的接触件由静止变为运动的单孔分离力来表征插针与插孔正在接触。通常电连接器技术条件规定的分离力要求是用实验方法确定的,其理论值可用下式表达。

式中FN为正压力, μ为摩擦系数。
由于分离力受正压力和摩擦系数两者制约。故决不能认为分离力大,就正压力大接触可靠。现在随着接触件制作精度和表面镀层质量的提高,将分离力控制在一个恰当的水平上即可保证接触可靠。作者在实践中发现,单孔分离力过小,在受振动冲击载荷时有可能造成信号瞬断。用测单孔分离力评定接触可靠性比测接触电阻有效。因为在实际检验中接触电阻件很少出现不合格,单孔分离力偏低超差的插孔,测量接触电阻往往仍合格。
3) 接触电阻检验合格不等于接触可靠。
在许多实际使用场合,汽车、摩托车、火车、动力机械、自动化仪器以及航空、航天、船舶等军用连接器,往往都是在动态振动环境下使用。实验证明仅用检验静态接触电阻是否合格,并不能保证动态环境下使用接触可靠。往往接触电阻合格的连接器在进行振动、冲击、离心等模拟环境试验时仍出现瞬间断电现象。故对一些高可靠性要求的连接器,许多设计人员都提出最好能100%对其进行动态振动试验来考核接触可靠性。最近,日本耐可公司推出了一种与导通仪配套使用的小型台式电动振动台,已成功地应用于许多民用线束的接触可靠性检验。
3 绝缘电阻检验
3.1作用原理
绝缘电阻是指在连接器的绝缘部分施加电压,从而使绝缘部分的表面或内部产生漏电流而呈现出的电阻值。即绝缘电阻(MΩ)=加在绝缘体上的电压(V)/泄漏电流(μA)。通过绝缘电阻检验确定连接器的绝缘性能能否符合电路设计的要求或经受高温、潮湿等环境应力时,其绝缘电阻是否符合有关技术条件的规定。
绝缘电阻是设计高阻抗电路的限制因素。绝缘电阻低,意味着漏电流大,这将破坏电路的正常工作。例如形成反馈回路,过大的漏电流所产生的热和直流电解,将使绝缘破坏或使连接器的电性能变劣。
3.2 影响因素
主要受绝缘材料、温度、湿度、污损、试验电压及连续施加测试电压的持续时间等因素影响。
1) 绝缘材料
设计电连接器时选用何种绝缘材料非常重要,它往往影响随后产品的绝缘电阻能否稳定合格。如某厂原使用醋醛玻纤塑料和增强尼龙等材料制作绝缘体,这些材料内含极性基因,吸湿性大,在常温下绝缘性能可满足产品要求,而在高温潮湿下绝缘性能不合格。后采用特种工程塑料PES(聚苯醚砜)材料,产品经200℃ 1000h和240h潮湿试验,绝缘电阻变化较小,仍在105MΩ以上,无异常变化。
2) 温度
高温会破坏绝缘材料,引起绝缘电阻和耐压性能降低,对金属壳体,高温可使接触件失去弹性,加速氧化和发生镀层变质。如按GJB598生产的耐环境快速分离电连接器系列2产品,绝缘电阻规定25℃时应不小于5000MΩ,而高温200℃时,则降低至不小于500 MΩ。
3) 湿度
潮湿环境引起水蒸气在绝缘体表面的吸收和扩散,容易使绝缘电阻降低到MΩ级以下。长期处于高温环境下会引起绝缘体物理变形、分解、逸出生成物,产生呼吸效应及电解腐蚀及裂纹。如按GJB2281生产的带状电缆电连接器,标准大气条件下的绝缘电阻值应不小于5000 MΩ,而经相对湿度为90%~95%,温度为40 ±2℃ 96h温热试验后的绝缘电阻降至不小于1000 MΩ。
4) 污损
绝缘体内部和表面的洁净度对绝缘电阻影响很大,由于注塑绝缘体用的粉料或胶接上、下绝缘安装板的胶料中混有杂质,或由于多次插拔磨损残留金属屑及端接锡焊时焊剂残留渗入绝缘体表面,都会明显降低绝缘电阻。如某厂生产的圆形电连接器在成品交收试验时发现有一个产品接触件之间的绝缘电阻很低,仅20MΩ不合格,后经解剖分析发现其原因是由于注塑绝缘体用的粉料中混有杂质,后只得将该批产品全部报废。
5) 试验电压
绝缘电阻检验时施加的试验电压对测试结果有很大关系。因为试验电压升高时,漏电流的增加不成线***,电流增加速率大于电压增加的速率,故试验电压升高时测得的绝缘电阻值将会下降。电连接器产品技术条件引用的试验方法中,对试验电压都有明确的规定,通常规定为500V,因此不能用一般欧姆表、直流电桥等电阻测量仪器来测量绝缘电阻。
6) 持续时间(读数时间)
由于被测电连接器在测量极之间存在着一定的电容,测量初期电源先要对电容充电,因此在测试时往往会出现绝缘电阻测试仪上指示的电阻值有逐渐上升的趋势,这是正常现象。不少电连接器试验方法中明确规定,读取绝缘电阻测试仪上的读数必须在电压施加一分钟后进行。

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