电连接器检测仪器应用研究
中心议题：
- 电连接器检测仪器设备的选用原则
- 电连接器检测仪器设备配备合理性的检查
- 电连接器检测仪器设备的管理
- 电连接器检测仪器设备应用现状及发展
1 电连接器检测仪器设备的选用原则
1.1 技术特性选择
选择仪器设备技术特性指标时，以满足被检测参数要求为前提，既要适用，又不过高。如选择仪器设备准确度，通常为被检测参数允许误差的1/3～1/5。若达到该规定值有困难，至少要为被检测参数允许误差1/2。有些标准试验方法如国军标GJB1217,直接规定了选用仪器设备准确度。
1.2 使用条件选择
选择仪器设备时，应考虑其额定使用条件和额定操作条件。这些条件给出了被检测量的范围、影响量的范围及其它重要的要求。例如NAC公司的30X系列多功能仪详细规定了使用环境条件要求;
1)内存保存期:
在1大气压、温度20℃ 、湿度40%的环境内,120天以上。
2)内储用电池寿命:
在1大气压、温度20℃ 、湿度40%的环境内,10年以上。
3)电源:
AC100V±10% 50/60HZ(有歪波率10%以下的正弦波) 。
4)使用环境温湿度:
温度:5～35℃ 湿度:10 ～60%(无露水情况下) 。
使用环境条件要求虽不属于检测对象,但对获得准确检测结果非常重要。 30X系列多功能仪常因环境湿度高,仪器在进行环境测试时就通不过而无法进行在线检测。使用进口仪器设备时还应注意电源的选用,过去曾多次发生用户错插电源烧毁仪器的事故。
1.3 经济性选择
仪器设备的经济性是指该仪器设备的成本，包括采购成本、安装成本和维护成本。通常随着仪器设备准确度的提高，成本也上升。因此超越计量测试目的，选用过高精度的仪器设备，既不能充分利用所得的数据，又需支付出更多的维护检定费用。这是很不经济。智能化自动检测仪更适合于大批量生产的在线检测，而小批量、多品种生产，有时选用智能化自动检测仪并不合理。
2 电连接器检测仪器设备配备合理性的检查
2.1 仪器设备配备率的检查
仪器设备配备率为实际能检测参数个数与产品技术标准中规定的应检测参数个数之比。对电连接器及其组件的质量一致性检验而言，应做到仪器设备配备率达到100%。
2.2 仪器设备量程与分辨率的检查
仪器设备量程与分辩率应与所开展的产品质量一致性检验项目所规定的检测参数相适应。
建议：
1/5S≤A≤2/3S
I≤1/5T～1/10T
式中：S--仪器设备量程，
A--被检量值大小，
I --分辨率，
T--被检参数允许误差。
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(1) 1/5S≤A≤2/3S
如弹簧秤、测力计、扭距仪、拉力试验机、电流表、电压表、绝缘电阻检测仪等指针式仪器，通常要求被检测对象量值在仪器设备量程的20～80%以内。超出此范围上、下限使用，将影响检测精度和使用寿命。电子智能化仪器设计时已考虑上述因素，仪器液晶显示屏显示的量程上限距仪器所能经受的量程上限尚有一定的安全余量，用户可放心使用。如NAC公司的30X系列多功能仪耐压检测时设定的交流电压上限为750V ，实际仪器内部能经受的交流电压为1060V 。
(2) I≤ 1/5T～ 1/10T
电连接器试验方法GJB1217规定；振动、冲击、碰撞和电缆拉脱力等试验时不允许出现超过1 μs。 根据上述规定应选用检测灵敏度 (分辨率)为 0.1μs的监测仪较合适 。如NAC公司的NM-11A可按被检测互连器件技术标准设定监测瞬断时间(0.1-99.9μs ）、 检测灵敏度 (分辨率) 为 0.1μs 。
2.3 仪器设备准确度的检查
仪器设备准确度应与被检参数允许误差范围相适应。企业测试实验室根据测试任务的性质和特点的不同，可分为检验、监控和测量三类。电连接器及其组件（线束）检验和监控的计量性质都是判断产品参数或控制工艺参数在允许误差范围内，要求所配备的仪器设备测量误差远小于被检测（控制）参数的允许误差范围，即U＜＜T。而对尚未定型的设计工艺试验品的测量与前两类不同，没有对被测量参数规定一定的范围，仅对被测参数量值提出准确度（△允）要求。
对无技术标准或工艺文件的被测对象，往往只要通过测量得出实测值提供给委托测量者。此时，只要测量极限误差U≤△允即可满足要求。
例如按连接器产品标准进行绝缘电阻、耐压和接触电阻测试时属检验性质，绝缘体注塑成型时温度、压力等工艺参数控制属监控性质。 同样用瞬断仪监测振动、冲击等动态环境试验的瞬间断电时间，有产品标准已定型产品已规定有允许瞬断时间的属检验性质，而没有产品标准尚未定型产品在做设计、工艺摸底试验时属测量性质。
3 电连接器检测仪器设备的管理
3.1 检测仪器设备的档案管理
1）编制实验室仪器设备一览表，购置或报废仪器设备时及时更新；
2）用于检测并对结果有重要影响的绝缘、耐压、接触电阻和瞬断监测等仪器设备应建立仪器设备档案和随机资料，并指定仪器设备管理人。
3）仪器设备档案内容应包括：仪器设备情况登记表；产品合格证；使用说明书原件；安装调试记录和验收过程的其它文件；操作规程；校准证书和仪器设备使用记录表等。
3.2 检测仪器设备的标识
1）所有仪器设备均应标有名称和编号的标签标识；
2）所有对结果有重要影响的绝缘、耐压、接触电阻和瞬断监测等仪器设备应贴校准/计量检定状态标签包括：送检或自校合格标签、送检或自校只有部分量程（精度）合格标签；未校准、校准不合格及发生故障标签。
3.3 检测仪器设备的使用维护
1）严禁使用贴有未校准、校准不合格及发生故障标签的仪器设备；
2）仪器设备应按相关程序定期校准/计量检定；线缆导通绝缘自动测量系统和瞬断监测仪等高精度仪器设备需定期作测量系统分析，一般半年一次；
3）制定仪器设备操作规程，应在规定技术参数范围内使用，不准超负荷、超功能；
4）保持仪器设备清洁，使用前后应对仪器设备检查，填写仪器设备使用记录表；
5）必须掌握说明书或操作规程后上岗操作；重要仪器设备应指定经考核合格的保管人或使用人。长时间停用应进行维护保养；
6）精密仪器设备应配有防尘罩，定期维护并作记录；
3.4 检测仪器设备的修理报废
仪器设备出现故障应即停机检修，一般故障由仪器设备管理人负责排除，无法排除故障时应由专业人员检修，每次检修应做好记录，待修仪器设备应有禁用标签。仪器设备无法修复时填写仪器设备停用/报废审批表，办理报废手续。
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4 电连接器检测仪器设备应用现状及发展
随着近代电子技术的突飞猛进，特别是IT技术的进展，也带动了连接器及其组件检测技术的发展。连接器及其组件检测选用的智能化仪器设备，大致可分为外观检测、力学检测、电学检测、 无损检测和环境试验等五大类。
其中外观力学电学检测广泛用于在线工艺筛选及监测、产品鉴定试验、质量一致性检验和验收、可靠性筛选试验和失效分析。环境试验用于产品鉴定试验、质量一致性C组检验和可靠性增长试验。无损检测已成功用于在线工艺筛选、引进产品测仿、验收和失效分析。
4.1 外观检验仪器设备
外观检查是电连接器及其组件检验最基本项目。外观质量不好，往往也就无需再往下进行其它项目检验。目前国内绝大多数电连接器及其组件生产厂外观检查仍主要依靠检验人员肉眼观察，有疑问时借助于放大镜或体视显微镜，检验可靠性很大程度上依赖于检验人员的工作经验和责任性。
随着小型化、高密度连接器及其组件的出现和应用，一些用于IT行业微电子检测技术，也正在国内部分连接器组件（线束）生产流水线的在线工艺筛选中被逐步使用。例如现在有的汽车线束生产厂己采用自动光学图像识别系统，识别装配线束的端子型号、位置和线缆的颜色是否准确。一些电子连接器生产厂已开始将机器视觉系统应用于冲压、电镀、组装等工序的在线检验。
三维视频显微测量系统可使用大景深进行三维实时观测，快速简便进行各种在线精确测量，用户可自行设定摄象参数模式，使用储存卡能可靠存储大量高画质图片及检测历史记录数据。
机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉；同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。
机器视觉检验系统主要功能：检测连接器形状是否合格；可测量连接器多个位置的几何尺寸，包括接触件间距、宽度、高度（共面度和位置度）等；检测连接器件管脚平整度是否一致；检测边缘是否有沾附碎屑；检测插针是否扭曲；检测局部是否挤压变形；废品漏检率为零；系统检测到质量问题时，能发出报警信号，指出出错位置并控制停机；检查出的所有废品对应的图像能够存储和查看；系统有自学习功能，且学习过程操作简单。
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用于HDMI连接器检测的机器视觉系统。该系统可自动测量立式或卧式HDMI产品SMT针脚共面度、正位度；一次用两只130万象素摄象头(CCD)同时检测所有接触件尺寸；用户可自行设定公差范围，系统依此公差做自动判断；任何一个接触件超出公差设定范围，软件会自动显示不良品位置，同时发出报警信号；以治具平面做基准，半自动操作系统，作业员手取放，成本较低；软件可储存检测影像或不良品影像；所有产品测量尺寸都保存在硬盘中，供随时查看；软件有计数和接触件合格率统计功能，有效防止操作人员人为操作失误造成的混料；仪器产能为500－600件/时、检测时间为﹤1s/件、分辨率为0.008mm；重复检测结果偏差值0.01mm。
4.2 无损检测仪器设备
无损检查技术近年来在IT行业中的应用越来越多，并有部分代替自动光学检查的趋向。在连接器及其组件（线束）行业，已有部分企业成功应用无损检测技术，在不破坏电连接器及其组件（线束）的情况下，检查内部接触件（端子）的接触插合实况，判断其有否变形、位移、松动、断裂、接触不良、线芯损伤、虚焊、虚压等故障。无损检验仪器设备也可用于对电连接器及其组件（线束）引进产品的测仿。
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近年来使用方便的小型高性能台式微焦X线CT装置开始用于小型电连接器的非破坏检查和分析。
4.3 力学检验仪器设备
力学检查是判断连接是否牢固可靠非常有效的试验方法。原来连接器生产厂接触件单孔分离力、机械寿命和连接器的插合力和分离力等工艺筛选检验，完全依靠手工操作，耗费了大量人力、物力，且检验质量得不到保证，现在随着伺服系统全自动插拔力试验机的应用，可自动完成单孔分离力、连接器插入力和分离力、机械寿命、接触件固定性和保持力、绝缘安装板固定性和保持力、电缆拉脱力等试验。
试验机采用电脑WINDOWS视窗画面设定自动控制，操作简单方便，且所有资料皆可存（包括试验条件、位移曲线图、寿命曲线图和检验报告等），试验机可提供高精度的载荷、位移测量（0.01mm），并备有自动对中求心装置附件，可进行准确可靠的插拔力试验。
力学监测还可应用于压接质量的在线检测，可通过压接过程应力应变曲线的设定剔除不合格品。接触件在绝缘体内固定不良锁不住是38999、26482、83513等系列采用压接工艺端接方式连接器的常见病和多发病。为检测每个安装孔内接触件固定性，可使用如图所示的检测保持力的专用工具检测接触件在绝缘体中固定性。
4.4 电学检测仪器设备
过去传统的检测方法是：导通借助于万用表、蜂鸣器和指示灯等，通过对逐条线路通电来判断通、断。耐压、绝缘借助于绝缘电阻测试仪和耐压测试仪，配上与被测样品相配对的二至三副测试工装，对点间、线间或点与外壳间施加电压测其漏电流来判别是否符合产品技术条件规定。瞬断作为周期例行试验的抽检项目，在按产品技术条件规定的试验方法进行振动试验时，用瞬断监视仪检测有否超过技术条件规定的瞬间断电现象。
为适应便携式的电子设备小型化的趋势，连接器、作为配套器材也必须朝小型化方向发展，新产品中将出现窄间距软质扁带电缆、柔性印刷电缆连接器等，电连接器间距降至0.3mm，甚至更小，最低高度将降至1.5mm以下。[1]而且生产是高度自动化的生产流水线。传统的手工检测方法，无论是检测速度与效率，还是测试精度和可靠性等方面都根本无法满足这些器件的在线检测要求。于是一种新型的专用于在线检测的高效率、智能化仪器诞生了。
智能化仪器特点:
1) 快速、准确，一次插合即可完成导通、耐压、绝缘、瞬断等常规电性能参数的自动检测。大大提高了工作效率，特别适用于在线检测。
2) 仪器能在测试前进行自检和环境检测，判断仪器和环境条件是否正常。仪器用于器件品质检验的可靠性高。
3) 能将被检的连接器、线束及电路板等互连器件与仪器的记忆内存（样线）信息进行比较后自动作出合格与否的判断。便
于操作人员掌握，不易出现差错。
4) 仪器有内置电脑和数据传输功能，能自动将检测结果打印输出或标签打印，以便查询记录，使用十分方便。
5) 仪器液晶显示屏直观显示各种设置参数条件和检测结果。
6) 仪器备有声光报警，用显示屏上出现醒目的绿色或红色符号，配上相应的声音提示合格与否。为方便操作，有的仪器后面有外接端子，可接脚踏控制开关。
7) 仪器可通过微带（排线）与探针检测台配套使用。
连接器及其组件电性能检验新旧仪器设备的特性对比
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射频连接器随着高速传输技术的迅猛发展，在航空、航天、交通、通讯等领域的使用量与日俱增，对其质量和可靠性要求越来越高。 射频连接器机械性能和环境性能和低频连接器原理相同。电气性能除接触电阻、绝缘电阻和抗电强度外。对射频同轴连接器而言，还有特性阻抗、插入损耗、反射系数、电压驻波比（VSWR）等电气指标。
射频连接器检测已从过去非常复杂、繁琐的点频测量发展到现在借助电脑控制矢量自动网络分析仪进行连续扫频测量，可十分便捷、可靠地测量射频连接器两端口的发射信号和接收信号功率值的比值(S11、S12，S21，S22)，仪器显示屏直观显示连续扫频测量时电压驻波比（VSWR）变化曲线。
4.5 模拟环境试验仪器设备
模拟环境试验是考核产品在模拟的使用环境条件下，耐受影响产品使用性能的各种因素的能力。这些影响因素包括产品运输、储存、使用中受到的多种错综复杂环境条件；
1)气候条件：高温、低温、温度交变（温度冲击）、气压、风雨、冰霜等。
2)机械条件：冲击、振动、碰撞、离心、摇摆、噪声等。
3)辐射条件：太阳辐射、电磁辐射、核辐射等。
4)化学活性物质：硫化氢、二氧化硫、盐雾等。
5)机械活性物质：沙粒、灰尘等。
模拟环境试验应用于产品设计、试制、生产、销售和使用的全过程。通常是设计—环境试验—改进—再环境试验一直至产品研制完成定型。它广泛应用于产品研制开发、产品定型、生产检验、产品验收、安全性检验和可靠性试验。
振动试验过去不同时间段施加不同频率或加速度都依靠人工控制。现在新型振动台靠电脑柔性自动控制，控制精度和可靠性大大提高。显示屏可显示频率—时间曲线的设定值和上、下限波动的警戒值。通过移动光点连成的曲线显示正在进行的试验状态，非常醒目直观，操作控制也更为便捷。
模拟环境试验发展的另一特点是正在由过去的单参数模拟环境试验向二个以上多参数综合模拟环境试验发展。例如用于液氢液氧火箭发动机的航天电连接器需进行低温振动综合模拟环境试验，轨道舱内外连接用的航天电连接器需进行高低温交变、低气压综合模拟环境试验等。
