1生态环境部华北核与辐射安全监督站 北京 100029;2中国核电工程有限公司 北京 100840
摘要：随着经济在快速的发展，社会在不断地进步，在工业生产由机械化向智能自动化方向转型的过程中，承担电子元件筛选任务的老化筛选设备得到了广泛使用，然而由于元件筛选技术的需要，老化筛选设备的供电电源及供电线路需长时间在高温差强磁场的封闭环境下工作，元件承受的实际应力可能会出现与设定值偏差较大甚至完全失效的可能。为考查老化筛选设备工作中承担筛选任务的实际能力，需要对老化筛选设备输出的老化电压与老化电流进行在线检测。由于老化筛选工作室内部温度在一550C至800C之间不断变化并存在较强的电磁干扰信号，而且要求电压检测精度能够达到0.05%，电流检测精度达到0.07%，一般的计量测试系统难以满足要求，为此需要开发设计专门的检测系统。
关键词：在线检测；老化筛选；抗干扰设计；误差分析
引言
在工业生产由传统机械化向智能自动化方向转型的过程中，电子元件作为构成电子产品的基础单元被广泛使用。在我国，所有电子元件在出厂使用前都需要经过老化筛选设备的应力测试，对于具有缺陷或失效的电子元件必须严格去除，进而提高电子元件应用的可靠性和设备的整体质量。因此，承担电子元件筛选任务的老化筛选设备得到了广泛使用。随着测量技术逐渐深入到科研生产的各个领域，我国航天航空工业和国防系统也越来越重视基础装备的计量检测工作，为此计量部门提出了一系列强化电子元件老化筛选设备计量检测的举措，以求从基础工作抓起，切实提高军工电子产品的质量和可靠性。
1检测技术的发展分析
计算机技术与电子技术的加速发展，为检测技术的进步提供了巨大的空间，同时也对检测技术的发展提出了更高的要求。检测仪器的性能、应用范围都有待提升，对于极端参数测量的需求也日益增加[[22-24]。例如，对于液态金属温度的长时间检测，在高温状态下对固体、介质的温度测量，以及超高压下的化学成分测量等，这都要求现有仪器仪表不断扩大使用范围，并且提升技术指标。这样一来对于仪器仪表可靠性的研究也越来越重要，包括对可靠性建模和故障率计算方法的研究，对仪器可靠性进行预测、设计和分析检验技术的研究等。检测技术在经历了人工数据采集计算、人工抄表计算、自动测试、计算机数据采集、现场总线、虚拟仪器一系列的发展后，现己呈现出综合化、智能化、系统化、标准化及虚拟化的发展趋势[[25](1)综合化。学科交叉近年来得到了迅速发展，原本应用于不同领域的数据采集系统、测量仪器仪表、自动检测系统不断减少差异，逐渐发展成为功能相近的统一系统。检测技术的综合化加强了人们对生产过程的监测、控制与管理能力，同时也对检测的精度、灵敏度、分辨率、速度、稳定性及自动化程度提出了更高的要求，这就需要综合多种功能进行系统设计，使系统迈向更高的层次[[26](2)智能化。将微处理器与传感技术和微电子技术集合，设计出在单个组件、局部系统或整体系统具有智能特征的智能化检测系统，是检测技术新的发展趋势。智能化检测系统需要具备如在线辨识、实时建模等分析与控制功能，这样检测系统不仅具有信息检测的功能，而且具有能够对外界变化做出判断、处理的自适应能力。例如当被检参数发送变化时，为了得到最准确的检测结果，检测系统能够及时改变检测方案，并自动完成检测、补偿、校准和诊断功能[[27](3)虚拟化。当今软件技术日新月异，虚拟仪器应运而生，软件发展也将朝着专业化的方向发展。虚拟仪器是对传统仪器仪表的巨大突破，应用基于图形化的编程软件，比如NI公司的LabVIEW}IOtech公司的Dasylab,HP公司的VEE等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过建立、连接图标来完成程序的构建，加上配套使用的硬件，构成具有传统检测功能和特殊功能的新型仪器系统。应用图形化编程软件进行编程的适用范围广、效率高，可以提供直观、丰富的图形化控件、强大的数据处理功能和友好的人机界面。因此，各种图形化的编程软件成为测试领域的重要使用工具，尤其是NI的公司的LabWindows/CVI和LabVIEW在检测系统分析、研究和设计等方面被广泛使用，获得检测行业的普遍认可。(4)网络化。随着计算机、微电子以及通信技术的日益完善，对检测系统的组建也提出了更高的要求。当一个检测系统的输入输出与测试结果分布在不同的地理位置时，需要多台计算机在相应位置共同完成测试任务，因此网络化的出现是检测技术发展的必然趋势。网络化检测技术是把现场总线、嵌入式和以太网等技术应用到检测系统中，将测试设备、虚拟仪器、被测点和数据库等资源放入网络资源中，实现资源共享，能够完成远程测试、控制和故障检测等任务。使用检测技术的网络化，可以随时随地的获取测试数据。“软件就是虚拟仪器”的概念终将被“网络就是仪器”所代替。
2电子元件老化筛选设备在线检测技术研究
2.1抗温度干扰技术
电子设备在高温密闭环境下工作时，会使得工作空间的温度升高，且热量难以散出，这就要求需要在极端温度环境下可靠运行的电子设备要具有宽温度工作能力，以减小温度变化对设备的性能、可靠性以及工作寿命的影响。本课题设计的在线检测系统需要在极端温度条件下工作的情况，在产品设计初期，就要对产品的功能与工作环境等相关指标进行热设计。热设计主要分为“强力法”和“热控法”两种，强力法是指电子设备用到的电子元件的额定工作温度范围应大于实际工作温度范围，这对电子元件自身性能要求较高。在线检测系统需在一55OC-80OC的温度条件下工作，这样普通的商业元件和工业元件则无法满足要求，只有军用级元件才能在此温度范围下正常工作，而军工元件的购买与使用都严格受限，所以无法针对元件本身进行温度加固处理。
2.2抗电磁干扰技术
随着电子设备小型化、密集化程度的不断发展和工作频率的不断提高，使得电子设备的电磁干扰问题日益严重，减弱或消除电磁干扰的影响成为一项有待急需解决的工作。由于干扰源的客观存在，我们要从干扰途径和易受干扰的回路入手，目前主要采取屏蔽、接地、隔离和滤波四种干扰抑制技术。屏蔽技术是将受扰电路置于高电导率和磁导率的屏蔽体中，屏蔽体对电磁噪声起到吸收、反射的作用，从而减少外部干扰源对电路的影响。屏蔽技术能够简单高效的减少静电祸合与互感祸合，在电路设计中受到广泛的重视。接地技术具有连接到系统基准地和大地两种含义。
结语
电子元件老化筛选设备在线检测技术的实现，对于提高电子元件应用的可靠性和设备的整体质量具有积极的影响作用。本文在分析老化筛选设备进行在线检测时存在的技术难点的基础上，设计了一套电子元件老化筛选设备的在线检测系统，并对电子设备的热设计理论与电磁屏蔽技术进行研究，针对老化筛选设备内部存在的温度变化与电磁信号进行了抗干扰设计，同时为满足系统指标要求，以对误差分析理论的研究为基础，设计了系统的误差分配原则及各部分理论误差的合成方法，进而完成系统硬件电路与应用软件的开发，通过对系统的测试分析可知，系统在一55OC至80OC的温度环境下，对((1}100)V老化电压的检测精度能够达到0.05%,(0.2}6)A老化电流的检测精度能够达到0.07%。
参考文献:
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[3]胡晓军.航天产品电子元器件的质量控制[[J].电子质量，2009,06:43-45.
论文作者:1 贺凯,2刘兴斌
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/16
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