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实现和测试开关硬件的途径

时间:09-30 来源:互联网 点击:
电阻测量

验证系统的第一步需要将一个已知阻值的电阻器置于测试夹具中。测试电阻网络的系统就是一个例子。个体电阻器阻值应该相似,但无需严格相同,以确保恰当地连接到了每个元件。例如,如果标称阻值全部为10 kΩ,那么相应的测试装置应该在通道1上为10.1 kΩ,通道2上为10.2 kΩ等。按照这种方式,如果某个通道连接不正确,则马上会发现。  

如果被测电阻值的范围很宽,则必须采用接近上限和下限限值的电阻器进行测试。如果系统采用双端连接至设备,测量接近下限的电阻时,误差就会特别大,说明需要采用4端连接。这将需要两倍的开关,但是将会从测量值中消除开关和测量线电阻。

在上限处,若测量值低于预期值,则说明测试夹具、接线或开关卡中存在太大的漏泄电阻,必须采取相应的措施将该误差降低到可接受的程度。措施包括清洁测试夹具和增加电气保护。

尤其是对于高阻测量,应该验证系统的稳定时间,使其足以提供所期望的准确度。

电压测量

对于电压测量,首先验证每个电压源都被连接到了正确的通道。确认通道连接正确的最直接方式是在每个通道上连接已知的电压。例如,对通道1施加1 V的电压,向通道2施加2 V的电压等。

为确定电压偏移不会对低电压(<1 mV)测量造成太大的误差,首先利用一个直接连接到伏特计的稳压源测量一系列的读数。然后通过开关系统的相应通道再读取一系列的测量值。比较两组测试值的标准偏差。利用一根干净的铜线作为短路,代替电压信号,即可对太大的电压偏移进行补偿。对于每个被短路的通道,读取至少10个电压读数,然后将其进行平均。保存平均值,并利用该值修正该通道上的测量读数。为保证修正的有效性,开关系统的环境温度必须保持相对恒定(上下几摄氏度范围之内)。

如果以上程序太过麻烦,则可以采用以下的方法:短路某一个通道,然后利用该通道的偏移值来修正开关卡上所有通道的测量值。

如果源阻抗非常高(1 MΩ或更高),如果系统存在明显的漏泄,则会发生严重的误差。为了确定是否发生了这种情况,可以首先通过该通道测量一个较低阻抗的电压源。然后则可以向低阻源串联一个和未知电压源相当的阻抗,并重复测量。将结果进行比较。如果差异较大,则请检查可能的原因,例如电缆漏泄或开关隔离电阻。保护有助于减小测量误差。在源电阻很高时,则有必要增大稳定时间延迟。  

电流测量

对于电流测量验证,首先确保每一未知通路从测试夹具到安培表是完整的。如果使用C型开关(SPDT)的开关卡,则可以连接一个欧姆表代替每一通道上的未知源。验证通道未被选中时该通路的电阻非常小,典型值小于1 Ω.

下一步是每次向一个通道连接一个未知的电流源,并验证输出位于总体系统准确度限值范围之内。

对于小电流测量,开关卡、电缆和测试夹具会引起明显的偏移电流。为了检查每一通道的偏移电流,请断开未知源,盖住输入,然后每次激励一个通道,并利用连接到输出的安培表测量偏移电流。如果偏移电流太高,则有必要清洁通路上的开关和连接器。如果偏移电流是适当稳定的,则可以从随后的测量值中减去该值,从而进行补偿。

此外,对于小电流切换,请在每次继电器触动之后预留足够的稳定时间,确保结果的准确性。

最终的系统验证

在完整地手动检查完系统之后,请验证计算机控制下的性能。这样能够暴露出软件中的可能误差,例如不正确的开关闭合或设备地址错误,以及定时问题、串扰太大等。

作为一项终程测试,通过系统测量大量的产品,然后手动重新测量不合格的部件,以及一小部分合格的部件来验证系统性能。

到此,即可认为系统是可以投入服务的。应该定期利用已知良好的装置测试系统,确保系统没有因为漂移而超出技术指标。

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