示波器作为精密测量仪器,在其设计与制造过程中,高温环境下的稳定性测试是确保产品可靠性的关键步骤之一。为了验证示波器在高温环境下的工作性能,我们进行了一项2小时30分钟的高温(50℃)实验,通过数据采集器实时监测多路交直流电压、电流和温度变化。本文将详细介绍实验方案、测试过程及结果分析。
01 实验目的
验证高温耐受性:评估关键元器件在50℃环境中的温度稳定性。
监测交直流电压/电流:确保交直流供电路径在高温下的可靠性。
02 实验设备
示波器:测试对象,内部电路板包含多个关键元器件。
数据采集器:选择支持多通道的数采系统,用于实时记录多路温度、交直流电压和电流数据。
高温实验箱:提供恒定的高温环境,目标温度为 50℃。
03 关键测试点
温度:ARM、FPGA、ADC、CH1-6518、CH2-6518、电源模块(+5V/-5V)、整流桥、变压器。
电压:3.3V、1.2V、2.5V、+5V、-5V DC 电压,以及 AC 电压。
电流:关键电流路径的电流值。
04 实验步骤
● 准备工作:
○ 对各个测试点粘热电偶和连接线。
○ 将示波器放入高温实验箱。
○ 配置数据采集器各通道的传感器类型。
● 设置实验参数和实验启动:
○ 设置高温实验箱的目标温度为 50℃。
○ 启动数据采集器,开始实时记录各测试点的数据。
● 实验过程:
○ 实验时长为 2 小时 30 分钟,期间数据采集器持续记录温度、电压和电流数据。
○ 实验结束后,关闭高温实验箱并导出数据。
05 测试结果分析
● 温度数据(实验分上午、下午两阶段,下午更换采集器)
关键结论:
○ 所有元器件温度均低于最高耐受温度,均在安全阈值内。
○ 下午更换采集器后温度微升(约1-2℃),可能与设备散热 累积有关。
● 电压数据(实验分上午、下午两阶段,下午更换采集器)
关键结论:
○ 交直流电压波动在正常范围内,完全符合设计要求。
○ 电源路径电流未出现异常跳变,表明供电系统稳定。
● 异常现象
在实验前的温度箱静置过程中,示波器在高温实验箱不运行的情况下出现了大毛刺现象。
06 实验结论和改进
● 结论:示波器在 50℃ 高温环境下能够稳定工作,所有关键元器件的温度、电压和电流值均处于正常范围内。
● 改进:
○ 延长测试时间,验证长期稳定性。
○ 增加低温、高湿等复杂条件,全面评估环境适应性。
○ 分析“大毛刺”异常现象的原因。
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