Analogová měření

Datum: 20.06.2017

Kategorie: Kontrolní systémy

Testovací systém je vlastně soustava měřicích přístrojů, které se pouze velkou rychlostí kontaktují přes jehlové pole na osazenou desku plošných spojů.

Testovací systémy

Kouzlo systému spočívá v přesnosti měření, kvalitě programového vybavení a rychlosti tvorby testu. Pokud se měří určité součástky v obvodu, jsou tato měření zatížena chybou. Je třeba si uvědomit, že je nakontaktovaný každý uzlový bod elektrického obvodu, což znamená, a tudíž se mohou využít během měření. To znamená, že testovací systém volí takový algoritmus měření, který je schopen eliminovat chyby, jež mohou vzniknout zapojením součástky v obvodu.

Připojení adaptéru a analogových měřicích přístrojů se provádí většinou přes soustavu relé. Mohlo by se zdát, že použití relé je zastaralý způsob. Bohužel zatím neexistuje součástka, která by měla univerzální vlastnosti, co se týče zbytkových proudů a úbytků napětí, jako má právě relé. Jedná se o moderní relé v plastovém pouzdru. Doba sepnutí je asi 0.5 ms. (Obr. 1)

Jsou výrobci, kteří dávají přednost polovodičovým spínačům. Musí však kompenzovat negativní vlastnosti polovodičů.
Typické rozsahy měření pasivních prvků jsou dostatečně přesné pro úspěšné vyhodnocení testu.

Měření odporů: 1W až 100MW, v rozsahu asi 50W až 6MW je chyb kolem 1%.
Měření kondenzátorů: 15pF až 2mF, v rozsahu asi 200pF až 200mF je asi 1.5% chyb.
Měření indukčností: 30mH až 2kH, v rozsahu500mH až 130H je kolem 1.5% chyb.

Výše uvedená čísla se mohou u různých výrobců lišit. Rozsahy jsou dané použitými algoritmy a měřicími metodami. Není také vždy pravidlem, že čím vyšší přesnost, tím lepší testovací systém. Takový systém může být neúměrně drahý a pro daný druh testu nemusí být plně využit.

Při měření aktivních součástek, na rozdíl od pasivních, je nutné více brát zřetel na proudové zatížení. Pro posouzení, zda je součástka dobrá nebo špatná, nestačí u součástky změřit hodnotu jediného parametru a rozhodnout, zda leží v předepsaných tolerancích. Aktivní součástka by měla být změřena ve více parametrech, aby se mohlo rozhodnout, zda je vyhovující. Kromě vadné součástky je zde i možnost jejího nesprávného zapojení (záměna vývodů, zapájení nesprávného typu, záměna druhu NPN/PNP). Praxe však ukazuje, že pro většinu měření stačí měření jednoho určitého parametru.

Vyskytnout se mohou i takové případy, kdy žádná z měřicích metod nestačí. V tom případě je nutné provést optickou nebo funkční kontrolu. Jedná se hlavně o různé paralelní kombinace. Typickým příkladem této kombinace je elektrolytický kondenzátor a s ním paralelně spojený keramický kondenzátor malé kapacity. Rozdíl mezi velikostmi kapacit bývá jeden až dva řády a vzhledem k tolerancím elektrolytických kondenzátorů není možné zjistit přítomnost keramického kondenzátoru.

Další nepříjemnou skutečností může být zapojení malého odporu nebo indukčnosti do obvodu báze-emitor. Může nastat i taková situace, že není možné tranzistor otevřít. Potom je nutné experimentálně zkoušet nejlepší způsob měření. Nabízí se možnost zkoušet tranzistor jako dvě diody.

Malé indukčnosti je výhodné měřit jako propojky, cívky mají velmi malý počet závitů a většinou jsou dodávány jako hotový díl. Touto zkouškou se zjišťuje přítomnost a zapájené cívky. Pro většinu případů je toto plně dostačující.

Z výše uvedeného lze konstatovat, že většinu měření v praxi je možné provést s dostatečnou přesností. Problémy vznikají u specifických desek, jako např. vf dílů. U vf obvodů se vyskytuje velký počet indukčností zapojených v okolí aktivních prvků, což podstatně zhoršuje možnosti měření.

Snaha výrobců testovacích systémů je pokrýt celé spektrum závad. Testovací systém využívající elektrické metody nemůže odhalit chyby pájení, které jsou analyzovatelné pouze optickými metodami. Optické zkoušky jsou však mnohdy drahé a vzhledem k charakteru výroby se nevyplatí. Jelikož je možné určité procento chyb pájení odhalit elektrickým testem, někteří výrobci funkčních a vnitroobvodových systémů mají tyto testy v nabídce.

Oblíbeným principem měření je využití změny kapacity. Na pouzdro integrovaného obvodu je umístěn kovový terčík, jako jedna elektroda. Druhou elektrodu tvoří vlastní cesty desky plošného spoje, které jsou kontaktovány měřicími jehlami. Změřená kapacita se pohybuje v oblasti 10-13 F. Princip je jasný, pokud spoj není zapájen, vykazuje obvod jinou kapacitu než spoj zapájený. S výhodou lze tuto metodu požít na kontrolu polarity zapájených elektrolytických a tantalových kondenzátorů.

Obr. 2 Princip měření zapájení vývodů integrovaného obvodu. Tento princip je možné použít i na elektrolytické kondenzátory.