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摘 要
線束導(dǎo)通檢測是保證線束質(zhì)量和可靠性的最基本的檢驗項目。通過導(dǎo)通檢測可剔除斷路、短路、誤配線等早期失效產(chǎn)品。本文較詳細地闡述了日本耐可公司生產(chǎn)的幾種新型線束導(dǎo)通檢測儀的工作原理、特點及其應(yīng)用。
一.引言
線束是指由銅材沖制而成的接觸件端子與電線電纜壓接后，外面再塑壓絕緣體或外加金屬殼體等，以線束捆扎形成連接電路的組件。是當(dāng)今電子化、信息化時代行業(yè)中發(fā)展最快，市場需求量最大，安裝最為方便的產(chǎn)品之一。從普及的家用電器到通訊設(shè)備、計算機及外部設(shè)備，以及飛機、汽車和軍用儀器設(shè)備等均廣泛采用線束。深受電子、電器設(shè)計工程師的青睞。
為保證線束的安全可靠地使用，必須按產(chǎn)品標準在線束生產(chǎn)線上或用戶使用前，對其進行嚴格的工藝篩選和補充篩選。以便及時發(fā)現(xiàn)和剔除接觸不良（斷路、瞬斷），絕緣不良（短路）及裝配錯誤（誤配線）等不合格失效產(chǎn)品。但目前有許多單位在生產(chǎn)或使用現(xiàn)場檢測線束導(dǎo)通的手段還相當(dāng)落后，有些用于重點型號的軍用線束至今還在用萬用表、蜂鳴器或指示燈用手工逐點搭接，觀察有否電、聲或光信號來判斷每條連接線的通斷。這樣進行導(dǎo)通檢測不僅速度慢、效率低、工人易疲勞，還十分容易造成錯檢或漏檢。
近年來，日本耐可公司相繼研制出多種新型的線束導(dǎo)通檢測儀，配上相應(yīng)的測試工裝，一次插合后通過儀器內(nèi)部數(shù)字邏輯電路，即可十分方便、準確、迅速地進行線束導(dǎo)通檢測�，F(xiàn)已被航天、航空、交通、通訊、計算機、家電等許多行業(yè)選用。作者認為：這類智能化的導(dǎo)通檢測儀具有十分廣闊的發(fā)展前途。雖目前部分儀器價格較貴，限制了它的推廣應(yīng)用。但只要我們認真做好消化吸收和國產(chǎn)化工作，這類儀器必將會獲得更大的發(fā)展空間和應(yīng)用。
二.線束的常見失效模式
為了更形象地說明線束的常見失效模式，下面用5個回路、10個接點的線束來舉例說明。圖1分別列出了正常和常見的幾種失效模式。
圖1中A為正常連接方式。B為短路，其中第一條線B端與第二條線短路。C為斷路，其中第二條線B端斷路。D為誤配線，其中第一條線和第二條線誤配。E為接觸不良，其中第四條線導(dǎo)通回路電阻超過標準規(guī)定值。F為絕緣不良，其中第三條線與第四條線之間的絕緣電阻低于標準規(guī)定值。G為瞬間斷路，其中第五條線有瞬間斷路現(xiàn)象。
三.導(dǎo)通檢測儀的工作原理
圖2為導(dǎo)通檢測儀的工作原理圖。圖中U2A、U4A為漏極開路輸出反向器，U1A、U3A為輸入反向器。儀器上每個檢測點均由輸出和輸入兩端組成。輸出端子與U2A、U4A漏極開路輸出反向器連接，輸入端與U1A、U3A輸入反向器連接。導(dǎo)通檢測時，通過儀器內(nèi)部的控制電路，按次序逐點輸出正值，并同時檢查每一點的輸入，根據(jù)其輸入端的正（負）值，判定線路通斷。
圖2 導(dǎo)通檢測儀工作原理圖
檢查次數(shù)按下式計算；N=(n2+n)/2]-n
式中；N為檢查次數(shù)、n為線束的檢測點數(shù)。
如果n=128，代入上式可算出檢查次數(shù)為8128次。在逐點檢查導(dǎo)通時，在檢查第一點時，儀器控制電路對該點輸出正值，而對其余127點均輸出負值。在檢查第二點時儀器控制電路對第二點輸出正值，而對已檢測過的第一點外的其余126點均輸出負值。以次類推。
3.1 被檢線束的某條連接線為斷路
根據(jù)圖2原理圖，導(dǎo)通檢測時，按次序?qū)�束的每個接點輸出正值，即由U2A的1輸出正值，經(jīng)U2A反向后U2A的2變?yōu)樨撝�，由于U1A的1和U2A的2相連接，故U1A的1也為負值，經(jīng)U1A反向后U1A的2輸入為正值。
由于在對該檢測點輸出正值之同時，對其余檢測點均輸出負值，故該連接線的另一端檢測點輸出負值，即U4A的1輸出負值。由于該連接線為斷路，則經(jīng)過U4A和U3A二次反向后，U3A的2的輸入也為負值。
故若輸入處邏輯值為負值的話，該點就和輸出正值的那點斷路（開路）。
3.2 被檢線束的某條連接線為通路
由于U2A的1輸出正值，經(jīng)U2A反向后U2A的2變?yōu)樨撝�。由于該連接線為通路，故U2A的2和U3A的1相連接，U3A的1也為負值。經(jīng)過U3A反向后，U3A的2輸入為正值。此時U4A的1雖輸出負值，由于U4A的2也與U2A的2相連接，根據(jù)負值優(yōu)先原理，U4A為開路不起反向作用。
故若輸入處邏輯值為正值的話，該點就和輸出正值的那點通路。
根據(jù)以上原理，一般線束導(dǎo)通檢測儀還可發(fā)現(xiàn)短路和誤配線等失效現(xiàn)象。如圖1（B）所示，若對A1點輸出正值，同時有二點（B1、B2）輸入處邏輯值為正值的話，說明該二點和輸出正值的那點通路，即A1-B1和A2和B2二條連接線之間有短路失效現(xiàn)象。如圖1（D）所示，若對A1點輸出正值時，發(fā)現(xiàn)B1點輸入為負值，而B2點輸入為正值。同樣，若對A2點輸出正值時，發(fā)現(xiàn)B1點輸入為正值，而B2點輸入為負值，說明A1-B2和A2-B1形成通路，即誤配線。將取樣時取得的配線圖和導(dǎo)通試驗時實際取得的配線圖進行比較，從而判斷斷路、短路、配線等失效有否發(fā)生及發(fā)生位置。
四.儀器分類及功能
表1列出了日本耐可公司研制生產(chǎn)的導(dǎo)通、瞬斷及多功能自動檢測等三個系列儀器型號和功能。
圖1 線束的正常連接及常見失效
由表1可見，日本耐可儀器均具有檢測線束及連接器導(dǎo)通的功能。除下面我們將詳細介紹導(dǎo)通檢測系列各型號的用途和特點外，其它二個系列，瞬斷檢測系列儀器是專門用于檢測線束及連接器振動試驗時的接觸可靠性，可監(jiān)測瞬斷時間。多功能自動檢測系列儀器中30X系列可通過設(shè)定絕緣電阻和介質(zhì)耐壓試驗條件，判斷線束及連接器有否存在如圖1（F）所示的絕緣不良等失效現(xiàn)象。800系列可通過設(shè)定導(dǎo)通回路電阻、絕緣電阻和介質(zhì)耐壓等試驗條件，判斷被檢測線束的各回路接觸是否可靠良好、介質(zhì)耐壓和絕緣電阻是否合格。剔除接觸不良或絕緣不良等失效產(chǎn)品。有關(guān)這二個系列儀器的用途和特點將另文介紹。
表1 日本耐可儀器分類及功能
五.線束導(dǎo)通檢測儀的用途和特點
5.1EE-30、EC64、EC128導(dǎo)通檢測儀
5.1.1用途
檢測線束是否導(dǎo)通，判斷有否短路、斷路和誤配線等失效現(xiàn)象。特別適用于生產(chǎn)線上的在線工藝篩選。
5.1.2特點
EE-30是目前在生產(chǎn)線上應(yīng)用最廣泛的超小型、高性能、多功能線束導(dǎo)通檢測儀�？蓹z測60個點之內(nèi)任意配線形式都能檢測。儀器具有10個樣本的記憶功能，把復(fù)雜的線路準確完整的記錄下來�？煞謩e對10個記憶樣本取名，即使電源被切斷也不影響內(nèi)存，檢測中若斷電，再次接通后便可繼續(xù)檢測。檢測結(jié)果由指示燈和警鈴來提示，布線內(nèi)容和所發(fā)生的故障現(xiàn)象均由液晶畫面顯示，還可與打印機連接打印檢測結(jié)果。儀器具有自檢功能，判斷儀器是否正常。儀器有自動和手動兩種檢測方式；自動檢測是線束接通后自動開始測試，以提高工作效率。手動檢測可外接腳踏開關(guān)，設(shè)定在規(guī)定的1（2）秒內(nèi)作出判定，即要求在形成第一個回路的1（2）秒內(nèi)，將所有線路插好，否則儀器將誤判為故障。也可設(shè)定插入測試工裝的被檢線束合格前，儀器將不做出判定。儀器有點測試功能，通過外接檢測棒對單端線束進行導(dǎo)通檢測。利用儀器所具有的反復(fù)檢測功能，可選擇檢查次數(shù)1~99次，在一定時間內(nèi)連續(xù)多次導(dǎo)通檢測，最終作出是否檢測到瞬斷的判斷。儀器對超長線束導(dǎo)通檢測可設(shè)定延時測試功能，設(shè)定測試時間1~10ms。
EC-64可檢測128點、64回路范圍內(nèi)的線束�？蓡闻_使用或二、三臺并聯(lián)使用，最多增加檢測點數(shù)至384點（192回路）。EC128可檢測256點，128回路范圍內(nèi)的線束。這兩個型號儀器可記憶32個樣本。用不同的顯示燈和聲音來提示檢測結(jié)果合格與否，故障內(nèi)容在顯示窗口顯示。根據(jù)用戶需要通過RS-232C可連接電腦。和EE-30一樣，儀器也具有自檢和外接打印機打印檢測結(jié)果的功能。
以上三個型號導(dǎo)通儀的用戶遍布全國各地，尤其是廣東、江蘇、浙江等沿海地區(qū)的線束生產(chǎn)廠選用最多。
5.2.EEDX64、EEDX128、EEDX192導(dǎo)能檢測儀
5.2.1用途
該系列產(chǎn)品是在原EC64、EC128導(dǎo)通檢測儀基礎(chǔ)上，根據(jù)用戶檢測線束導(dǎo)通阻抗的實際需求，研制開發(fā)的新型儀器�？赏ㄟ^設(shè)定導(dǎo)通阻抗的判定值，判別每個回路中是否存在高阻抗接點。特別適用于接觸可靠性要求較高的線束導(dǎo)通檢測。
5.2.2特點
可設(shè)定導(dǎo)通判定值（1Ω~20KΩ）判定有否短路、斷路、誤配線和接觸不良等故障�？稍O(shè)定非導(dǎo)通，發(fā)生瞬斷的判定(10Ω~200Ω),通過和超小型臺式振動臺NM-12V振動臺配套使用，判定檢測線束上有否發(fā)生瞬斷現(xiàn)象。儀器有點測試功能，可測試單端線束或測試工裝配線情況。儀器有內(nèi)存記憶功能，斷電后記憶不會消失。并可隨時對儀器進行自檢，以確定儀器狀態(tài)是否正常。儀器通過液晶顯示、中文菜單操作，并配合中文語言提示、操作簡單可靠。EEDX64、EEDX128和EEDX192導(dǎo)通檢測儀的測試點數(shù)分別為128、256和384。根據(jù)用戶需要可定制512、640、768、896、1024等測試點數(shù)的儀器。
5.3 NM-SUPER POINT導(dǎo)通檢測儀
5.3.1用途
特別適用于汽車線束電路、印刷電路板、配電盤、控制器等復(fù)雜多芯線束的導(dǎo)通檢測。
5.3.2特點
外接計算機進行控制,全中文畫面顯示,對應(yīng)軟件為基于WIN95之上的應(yīng)用軟件.能自動讀出配線內(nèi)容,顯示正在檢測的數(shù)據(jù)內(nèi)容。顯示不合格數(shù)據(jù)內(nèi)容可按斷路、短路、誤配線與其它分類記錄，還可查看檢測數(shù)據(jù)歷史記錄。除畫面顯示外，也可打印不合格數(shù)據(jù)。單臺儀器檢測點數(shù)為512點，根據(jù)用戶需要可多臺儀器并聯(lián)，增加檢測點數(shù)至32768點。儀器內(nèi)部有自檢功能。
該型號導(dǎo)通儀現(xiàn)已被許多汽車線束生產(chǎn)廠成功地應(yīng)用于生產(chǎn)過程的在線檢測。
5.4ECTS導(dǎo)通檢測儀
5.4.1用途
特別適于128點范圍以內(nèi)的單端線束導(dǎo)通檢測。
5.4.2特點
儀器具有接觸式感知功能，用手指接觸芯線時，立即顯示被觸摸的芯線號碼，對沒剝線的芯線也同樣可鑒別。若感應(yīng)效果差時，可用測試棒接觸。儀器有樣本設(shè)置功能，可把需檢查的程序記憶到儀器內(nèi)。儀器有鎖定功能，保持已檢查過的線束連接顯示燈亮狀態(tài)，使已檢過的芯數(shù)一目了然。檢測結(jié)果用聲、光報警，同時準確地提醒操作人員，以減少錯漏檢。儀器有按序檢測或隨機檢測等多種檢測方法，可根據(jù)用戶操作方便自行選擇。如某航天連接器生產(chǎn)廠生產(chǎn)單端線束時，原由檢驗員用蜂鳴器逐根接觸芯線，憑聲響判定通斷，尚不能判斷短路或誤配線等失效。后選用ECTS導(dǎo)通儀先采用隨機觸摸檢測方式，若所有觸摸過的芯數(shù)均正常，則發(fā)出合格的聲、光信號。若發(fā)現(xiàn)有失效的芯數(shù)，可再用按序檢測方式查出失效的芯線號碼。能十分準確、方便地判斷線束有否短路、斷路或誤配線等失效現(xiàn)象。
儀器裝有RS-232C標準連接器，可直接連接電腦，也可直接外接打印機，打印必要的檢測結(jié)果。
5.5ANG256導(dǎo)通檢測儀
5.5.1用途
特別適用于已安裝有電阻、二極管等分立器件的印刷電路板導(dǎo)通檢測�？蓹z查回路中有無安裝電阻、二極管等器件，并檢查二極管極性是否正確，檢查印刷電路板有無斷路、短路及誤配線等失效現(xiàn)象。
5.5.2特點
可選擇設(shè)定5種回路電阻（通、斷）的判定值，用逐點掃描檢查實際安裝線路。并和樣品記憶數(shù)據(jù)對照判定其安裝和配線是否正確。檢查前不需要編程，以樣品掃描方式形成數(shù)據(jù)，易于操作使用。
用0.3~2.5V(0.1V/檔)范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)的低壓進行檢查，故對安裝好的印刷電路板不會造成零部件損壞。儀器檢測點數(shù)為256點（128回路），只要能連接成回路的一般線束都能檢測。儀器通過雙向檢查可判定線路中有無二極管及其極性。檢測時間短，用五種電阻設(shè)定值判斷需5分鐘，若只設(shè)定一種電阻值，僅需10秒即可確認結(jié)果。
儀器有記憶功能，切斷電源后能保存最后檢查數(shù)據(jù)，再次打開電源，即可繼續(xù)檢查。儀器有許多輸出、輸入端子，可連接指示燈、報警器、腳踏開關(guān)等便于檢查的裝置。儀器可用RS-232C連接電腦或外接打印機打印不合格品失效內(nèi)容與合格品統(tǒng)計，方便確認與存檔。
5.6其它
除上述型號外，NM512型是最近根據(jù)用戶需要，新研制出的能分檔設(shè)定被檢線束導(dǎo)通回路電阻判定值的導(dǎo)通檢測儀。其中通路判定值為1~200Ω,斷路判定值200Ω～20KΩ。適用于要求接觸穩(wěn)定可靠，重要用途的控制電路線束導(dǎo)通檢測。M410型是專門檢測多芯連接器接觸電阻的儀器。用美軍標規(guī)定的低電壓、低電流，用恒電流的四端子法測試，測試范圍為1mΩ~10Ω(最小讀數(shù)為0.1mΩ)。檢測點數(shù)為100點，也可根據(jù)用戶需要，擴展為200、300、400點。儀器可用RS-232C連接電腦，采用基于WIN95之上軟件控制接觸電阻、儀器自檢或測試工裝等檢測，并對檢測結(jié)果進行讀入、編輯、顯示、打印、刪除等。
六.儀器選用注意事項
通過以上介紹，說明各個型號儀器都有其不同的特點和適用范圍。因此，用戶必須選型準確，選好型是用好儀器的前提條件。根據(jù)作者實踐經(jīng)驗，建議用戶在選用導(dǎo)通儀時要特別注意以下幾點：
6.1 進行儀器使用可行性的論證
用戶要仔細查閱儀器使用說明書及有關(guān)技術(shù)資料，了解儀器的主要技術(shù)參數(shù)指標、特點、功能及適用范圍，了解已成功使用有關(guān)儀器的用戶使用情況。有條件的話，還可攜帶樣品做可行性試驗。根據(jù)自己待測產(chǎn)品標準的檢測要求，論證儀器的使用可行性。
6.2 準確選擇儀器的技術(shù)參數(shù)
不同型號的線束導(dǎo)通檢測儀，判定通、斷的導(dǎo)通電阻值是不一樣的�，F(xiàn)在大部分儀器的通、斷閾值都是內(nèi)部設(shè)定的。如EE-30斷路電阻判定值為9.5KΩ以上,而短路電阻判定值為7.5KΩ。這對要求接觸電阻低和高可靠性的重要用途控制電路而言，選用它就不太合適。
6.3必須備有質(zhì)量可靠的測試工裝（治具）
根據(jù)導(dǎo)通儀的工作原理，儀器必須通過測試工裝（治具）與被檢線束形成回路，才能進行檢測。故用戶在選購儀器時必須同時考慮如何設(shè)計制作或訂購測試工裝（治具）。否則光有儀器，沒有測試工裝（治具）將線束連成回路，儀器將無法投入使用。
摘自《國際線纜與連接》
