Чтобы правильно интерпретировать контактное сопротивление и сопротивление изоляции, сначала определите путь тока: вдоль токопроводящего соединения или через границу изоляции. В протоколах испытаний постоянным током деление милливольт на амперы дает миллиомы, а деление вольт на микроамперы — мегаомы. Для одного разъема могут требоваться и низкое контактное сопротивление, и высокое сопротивление изоляции, поскольку эти испытания оценивают разные пути.
Сначала я определяю точки измерения, а затем читаю значение. Далее проверяю единицы, условия испытаний и применимый предел. Для реальных испытаний привлекайте квалифицированный персонал, используйте подходящее оборудование и утвержденную для изделия процедуру, задающую напряжение, ток, время и меры безопасности. Приведенные ниже числа — гипотетические записи для пояснения расчетов.
Ключевые выводы
- Укажите токопроводящее соединение или границу изоляции, к которым относится результат.
- Сохраняйте приставки: 18 mV ÷ 3 A = 6 mΩ; 250 V ÷ 0,50 µA = 500 MΩ.
- Сравнивайте результаты, полученные с заданными точками измерения, током или напряжением, временем и кондиционированием.
- Сохраняйте подтвержденный предел регистрации в виде неравенства, например сопротивление более 5 GΩ.
- Применяйте установленный предел сопротивления, а нагрев или испытание выдерживаемым напряжением оценивайте отдельными методами.
Контактное сопротивление — это падение напряжения на токопроводящем соединении, деленное на ток через это соединение. Соединением может быть сочлененный контакт, оконцевание или указанное соединение для уравнивания потенциалов. Каждый раз учитывайте одни и те же детали: перенос точки измерения вдоль проводника меняет измеряемый путь.
Сопротивление изоляции: приложенное напряжение постоянного тока, деленное на ток утечки между токопроводящими деталями, разделенными предусмотренной изоляцией. Испытание может охватывать два контакта или контакт и корпус. Укажите, какие детали включены, состояние сборки и любые поверхностные пути, предусмотренные требованием.
| Испытание | Физический путь | Типичный масштаб входных величин | Масштаб результата |
|---|---|---|---|
| Контактное сопротивление | Вдоль токопроводящего соединения | Измеренное падение напряжения в mV и ток в A | mΩ |
| Сопротивление изоляции | Через границу изоляции | Зарегистрированное напряжение в V и ток утечки в µA | MΩ или GΩ |
Верхний путь проходит через токопроводящий контакт, а нижний — через изоляционную область между отдельными проводниками. В фактической записи испытания укажите предусмотренные электроды или точки измерения напряжения на сборке. Значение, измеренное на всем кабеле с разъемом, включает детали между этими точками.
При сравнении требований я разделяю защитное уравнивание потенциалов, сигнальные контакты и изоляционные барьеры. В руководстве по защитному уравниванию потенциалов объясняется функция токопроводящего защитного пути. Требование к сопротивлению этого пути относится к указанному испытанию и конструкции.
Основное соотношение для постоянного тока:
Используйте падение напряжения на выбранном участке пути и ток, протекающий через него. Если напряжение выражено в милливольтах, а ток — в амперах, численное частное будет выражено в миллиомах:
Результат: 18 ÷ 3 = 6 mΩ, что соответствует 0,006 Ω. В основных единицах 18 mV = 0,018 V, и 0,018 V ÷ 3 A дает тот же результат. Если принять 18 mV за 18 V, полученное сопротивление будет завышено в тысячу раз. Убедитесь, что зарегистрированные 18 mV — это падение напряжения между заданными точками измерения. Напряжение источника также может создавать ток через провода и другие последовательные соединения. Деление этого полного напряжения на ток описывало бы более протяженный путь. В таблице единиц СИ NIST единица ом определена как вольт на ампер. Я указываю входные и выходные приставки рядом с каждым числом, чтобы преобразование оставалось заметным при переносе результатов в электронную таблицу или отчет.
Во второй гипотетической записи 24 mV при 4 A также дают 6 mΩ. Для указанного резистивного пути электрическая мощность равна :
| Запись | Расчетное сопротивление | Электрическая мощность в этом пути |
|---|---|---|
| 18 mV при 3 A | 6 mΩ | 0,054 W |
| 24 mV при 4 A | 6 mΩ | 0,096 W |
Во второй записи сопротивление такое же, но рассеиваемая мощность выше. При сравнении результатов соблюдайте предписанный испытательный ток. Повышение температуры также зависит от времени и теплового потока в окружающую сборку; в руководстве по повышению температуры соединителя описана такая тепловая оценка.
Для зарегистрированного напряжения в вольтах и тока утечки в микроамперах:
Краткая проверка двух шкал:
| Зарегистрированные входные данные | Удобный результат | Пересчет в омы |
|---|---|---|
| mV ÷ A | mΩ | Разделите результат в миллиомах на 1 000 |
| V ÷ µA | MΩ | Умножьте результат в мегаомах на 1 000 000 |
Результат: 250 ÷ 0,50 = 500 MΩ, или 0,50 GΩ. В основных единицах 0,50 µA = 0,00000050 A. Деление 250 V на этот ток дает 500 000 000 Ω. Значение 250 V принято в качестве зарегистрированного для этого арифметического примера. Выбирайте фактическое испытательное напряжение по утвержденной процедуре для изделия. Указывайте вместе с результатом время измерения и кондиционирование, чтобы последующее показание относилось к тому же состоянию испытания. Я выполняю преобразование один раз в четко обозначенном шаге, а затем использую выбранную единицу во всем сравнении. Столбец с заголовком только «R» легко прочитать неправильно, когда в одной таблице есть низкое контактное сопротивление и высокое сопротивление изоляции. Если указан предел тока, рассчитайте соответствующий предел сопротивления и сохраните неравенство: этот предел показывает, какие выводы действительно позволяют сделать зарегистрированные данные.
Четырехпроводное измерение — это метод с отдельными соединениями для подачи тока и измерения напряжения. При измерении низкого сопротивления оно уменьшает вклад падения напряжения на проводах; точки измерения задают измеряемую область. В справочнике Keithley по измерениям малых уровней, 7-е издание, раздел 3.3.1, описан этот метод. Например, гипотетическое смещение 30 µV при 3 A соответствует 10 µΩ, или 0,010 mΩ. Это около 0,17% от примера с 6 mΩ. Я сравниваю возможный вклад с требуемой неопределенностью, а затем выполняю предусмотренный утвержденной методикой шаг коррекции или проверки. Не включайте предполагаемую коррекцию в зарегистрированный результат. Условия контактного испытания также могут изменять поверхностные пленки. Установленное испытание при малом уровне или в режиме сухой цепи сохраняет состояние контакта, отличное от состояния при испытании, которое изменяет пленку. При сравнении контактных измерений указывайте вместе с результатом предписанные пределы напряжения и тока.
Высокое сопротивление может зависеть от приложенного напряжения. Нежелательный поверхностный ток утечки или утечка через оснастку могут увеличивать измеряемый ток. Для оцениваемого пути используйте заданные схему подключения, охранные соединения и метод выдержки времени, сохраняя в измерении предусмотренный вклад поверхности.
| Параметр | Что следует согласовать перед сравнением |
|---|---|
| Точки измерения | То же соединение, оконцевание или граница изоляции |
| Электрические условия | Зарегистрированные значения, единицы и заданный ток или напряжение |
| Время и кондиционирование | Время измерения, температура, влажность и состояние сборки |
| Метод | Диапазон прибора, измерительные подключения, неопределенность и включенные пути утечки |
| Требование | Предел и правило принятия решения для данного изделия и условий испытания |
Это предел регистрации — наименьшее значение, поддерживаемое методом в заявленных условиях. Показание, округленное до нуля, может быть ниже этого уровня. Используйте документированный предел, а не считайте отображаемый ноль точным значением физического тока.
Предположим, подтвержденный результат показывает положительный ток утечки менее 0,05 µA при 250 V. При предельном токе 250 ÷ 0,05 = 5 000 MΩ, или 5 GΩ. Меньший положительный ток соответствует большему сопротивлению, поэтому укажите R > 5 GΩ. Знак «больше» содержит информацию о результате измерения. Если записать ровно 5 GΩ, эта информация потеряется. Прежде чем использовать граничное значение, проверьте, что метод поддерживает и порог тока, и указанное напряжение; пустое или неподтвержденное нулевое показание не дает ни того ни другого. Для измерения контактного сопротивления при напряжении, близком к нулю, используйте подтвержденный диапазон прибора и неопределенность, чтобы описать результат. Я отдельно указываю малое неразрешенное значение и точный ноль, а на этой границе применяю правило принятия решения для изделия.
Предельные значения контактного сопротивления и сопротивления изоляции обычно имеют противоположные направления. Максимальное сопротивление контактного пути ограничивает падение напряжения в токопроводящем соединении. Минимальное сопротивление изоляции ограничивает утечку через границу изоляции при заданных условиях испытания. IEC 61984:2008 устанавливает требования и испытания безопасности соединителей в пределах заявленной области действия, включая роль подробной спецификации. Укажите эту спецификацию и метод до применения предела: испытание соединителя и испытание кабельного ввода на уравнивание потенциалов могут относиться к разным объектам. В таблице приведены гипотетические пределы для предыдущих записей при условии совпадения методов и условий измерения. Для реального решения о приемке используйте установленный для изделия предел и предусмотренный порядок учета неопределенности измерения. Если результат близок к пределу, сохранение заявленной точности предотвращает изменение решения из-за преждевременного округления.
| Пример требования | Зарегистрированный результат | Численное сравнение |
|---|---|---|
| Контактное сопротивление не более 8 mΩ | 6 mΩ | На 2 mΩ ниже максимума |
| Сопротивление изоляции не менее 100 MΩ | 500 MΩ | На 400 MΩ выше минимума |
Испытание выдерживаемым напряжением оценивает сборку при заданном электрическом воздействии и по установленному методу приемки. Электрическая прочность: выражает результат пробоя относительно толщины образца. Повышение температуры: показывает, насколько нагревается заданная сборка под нагрузкой и в окружающих условиях. Каждая из этих оценок отвечает на иной вопрос, чем отношение напряжения постоянного тока к току.
Сохраняйте эти результаты в отдельных полях отчета. В сравнении электрической прочности показано, как образец и метод влияют на результат пробоя. Высокое показание сопротивления изоляции характеризует измеренный путь утечки; испытание выдерживаемым напряжением оценивает заданное для него электрическое воздействие.
Интерпретируйте контактное сопротивление и сопротивление изоляции с учетом пути, единиц и условий испытания. Одна и та же формула напряжение, деленное на ток, дает совершенно разные масштабы: mV, деленные на A, дают mΩ, а V, деленные на µA, дают MΩ. Примеры показывают, как пересчитывать значения и почему одинаковому сопротивлению могут соответствовать разные потери мощности.
Затем я сравниваю результат с требованием для именно этого измерения. Указывайте вместе с результатом точки измерения, время, кондиционирование и неопределенность; сохраняйте знак «больше», если прибор позволяет установить нижнюю границу сопротивления. Такая запись помогает сравнивать токопроводящие соединения и границы изоляции, не смешивая тепловые результаты и результаты испытаний электрической прочности.
Соотношение выражает сопротивление, но его смысл определяет физический путь тока. При испытании контактного сопротивления ток проходит через токопроводящее соединение; испытание сопротивления изоляции охватывает границу изоляции. Укажите точки измерения и условия испытаний, затем используйте масштаб единиц, соответствующий зарегистрированным напряжению и току.
Это равно 6 mΩ, или 0,006 Ω. Для расчета в омах преобразуйте 18 mV в 0,018 V. Также можно разделить числовое значение в милливольтах на амперы и указать результат в mΩ.
Проверьте подтвержденный предел регистрации, лежащий в основе показания. Если метод устанавливает ток утечки менее 0,05 µA при 250 V, соответствующее сопротивление превышает 5 GΩ. Сохраните это неравенство: неподтвержденное показание ноль не задает численного предела.
Оценивайте повышение температуры применимым тепловым методом. Контактное сопротивление влияет на потери электрической мощности, а ток, время, конфигурация проводников и тепловой поток влияют на температуру сборки. Сохраняйте связь между результатом измерения сопротивления и тепловым результатом, указывая соответствующие условия испытаний.