CN102914717B - 静电放电测试试验台 - Google Patents

Abstract

一种对汽车零部件***电磁兼容性试验ESD静电放电中，进行准确测量空气放电距离的测试试验台。静电放电测试试验台，包括控制柜、工作台，控制柜包括：含有IO控制卡的工业控制计算机、触摸式显示器和步进电机控制器，工作台与控制柜电性连接，其工作台上安装有纵向调节装置、连接在纵向调节装置上的横向调节装置、连接在横向调节装置上的高度调节装置。本发明的优点是：1、能够准确测量静电放电测试中空气静电放电的距离，能精确读取位移量，位移量精度为0.1mm。2、静电放电装置的移动速度由步进电机控制，能准确控制进给速度，可达到国家标准5mm/s的要求。

Description

静电放电测试试验台

技术领域

本发明属于测试装置，特别是涉及一种对汽车零部件***电磁兼容性试验ESD静电放电中，能准确控制进给速度，并进行准确测量空气放电距离的测试试验台。

背景技术

随着汽车工业的发展，汽车上电子器件逐渐增多，不同的用电器在使用时会产生电磁干扰，这种干扰被归为EMC电磁干扰。静电放电也是EMC电磁干扰中的一项，静电放电具有十分严重的破坏性，严重时会将用电器烧毁，从而导致汽车车辆不能使用。

目前状况是国家标准ISO 10605及GB/T 19951 《道路车辆 静电放电产生的电骚扰试验方法》，标准中规定ESD分为两种测试，一种是接触式放电，另一种为空气放电（非接触式放电）。其中空气式放电测试中有一个测试项目为按照一定的测试速度接近被测试件，并准确的测试出静电放电装置与被测件之间的最大放电距离。目前大多数方法是采用人工手持静电放电装置移动进行测量，这样的移动速度不好掌握，测试放电距离的判定也缺乏准确性及科学性，整个测试过程还很不完善。并且目前该项测试的最大放电距离只能是凭借经验及普通尺子测量。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的技术问题而提供一种对汽车零部件***ESD静电放电进行准确测量空气放电距离的测试试验台。

本发明为解决现有技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：本发明静电放电测试试验台，包括：控制柜、工作台，控制柜包括：含有IO控制卡的工业控制计算机、触摸式显示器和步进电机控制器，工作台与控制柜电性连接，其工作台上安装有纵向调节装置、连接在纵向调节装置上的横向调节装置、连接在横向调节装置上的高度调节装置，

纵向调节装置包括：一端与步进电机的联轴器连接且另一端支撑在纵端板上的纵移丝杠、与纵移丝杠配合贯穿其中的纵滑座、纵滑座支撑在两根平行的纵支撑梁上，纵移丝杠位于两根纵支撑梁中间，纵滑座上面连接有一连接板，其上面连接着横向调节装置，连接板下方连接有一连接块，连接块上连接着位移传感器，纵滑座在纵移丝杠带动下沿着纵支撑梁移动，纵支撑梁的一端连接在联轴器外壳上，另一端连接在纵端板上，位移传感器通过数据线与控制柜连接；

横向调节装置包括：连接在纵向调节装置的连接板上平面且平行的两根横支撑梁，横支撑梁一端连接在联轴器外壳上，另一端连接在横端板上，横支撑梁长度方向与纵支撑梁长度方向空间上垂直、一端与步进电机的联轴器连接的横移丝杠、由横支撑梁支撑且与横移丝杠配合贯穿其中的横滑座、连接在横移丝杠另一端的横端板、垂直向上连接在横滑座上面呈垂直状的横支架、横滑座在横移丝杠带动下沿着横支撑梁移动，横移丝杠位于两根横支撑梁中间，

高度调节装置包括：连接在横向调节装置横支架的高度方向板上的两根平行的高度支撑梁、连接在高度支撑梁上并移动的上下滑座、上端由步进电机的联轴器连接的上下移动丝杠，上下移动丝杠与上下滑座配合贯穿其中、与高度支撑梁和上下移动丝杠下端连接的下端板、上下滑座上连接有两个边垂直的静电***架、水平连接在静电***架上的静电枪、连接在静电***架侧面的电磁开关、装在静电枪外壳上与电磁开关和静电枪连接的静电发射开关，静电发射开关控制静电枪，静电枪的静电发射端对准被测试件中心，上下移动丝杠位于两根高度支撑梁中间，高度支撑梁的上端连接在联轴器外壳上，下端与下端板连接，上下滑座在上下移动丝杠的带动下沿着高度支撑梁移动；

工作台上在纵向调节装置的纵支撑梁侧面还安装有光电传感器，光电传感器用于标定测试零点；

由控制柜控制横向调节装置和高度调节装置来调节静电枪发射端位置, 控制柜控制纵向调节装置来测试静电枪与被测试件之间的最大静电放电距离。

所述的纵移丝杠与纵滑座、横移丝杠与横滑座、上下移动丝杠与上下滑座的配合采用螺纹连接。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、能够准确测量静电放电测试中空气静电放电的距离，能精确读取位移量，位移量精度为0.1mm。

2、静电放电装置的移动速度由步进电机控制，能准确控制进给速度，可达到国家标准5mm/s的要求。

附图说明

图1是本发明静电放电测试试验台主视图；

图2是本发明静电放电测试试验台俯视图；

图3是本发明静电放电测试试验台部分立体图；

图4是图3的局部放大图；

图5是本发明静电放电测试试验台的后视部分立体图；

图6是图5的A部放大图；

图7是本发明静电放电测试试验台电气原理图；

图8是本发明的触摸式显示器按钮图。

附图中主要部件符号说明：

1：控制柜          2：工作台          3：触摸式显示器

4：工业控制计算机  5：步进电机控制器  6：纵向调节装置

7：横向调节装置    8：高度调节装置    9：静电枪

10：数据线         11：位移传感器     12：光电传感器

13：电磁开关       14：被测试件       15：电源开关

16：步进电机       17：静电发射开关   18：联轴器

19：纵移丝杠       20：纵滑座         21：横端板

22：纵支撑梁       23：纵端板         24：横移丝杠

25：横滑座         26：横支撑梁       27：横支架

28：上下移动丝杠   29：下端板         30：静电***架

31：上下滑座       32：高度支撑梁     33：发射端

34：联轴器外壳     35：IO控制卡      36：显示灯

37：连接板         38：连接块         39：传感器随动杆

40：电磁铁。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：

本发明附图中相同的部件使用了相同的符号，如步进电机均使用了符号16，联轴器使用了18，联轴器外壳使用了34。

本发明静电放电测试试验台，如图1、图2所示，图1是本发明静电放电测试试验台主视图；图2是本发明静电放电测试试验台俯视图。

本发明静电放电测试试验台由控制柜1、工作台2组成，工作台与控制柜电性连接。控制柜包括：含有IO控制卡35的工业控制计算机4、触摸式显示器3和步进电机控制器5。控制柜中的步进电机控制器控制各台步进电机的运转。

工作台上安装有纵向调节装置6、连接在纵向调节装置上的横向调节装置7、连接在横向调节装置上的高度调节装置8。

由图2可知，控制柜上安装有电源开关15和显示灯36，工作台对面放置有被测试件14。被测试件是汽车***中需要进行静电放电测量空气放电距离的汽车零部件。

图3是本发明静电放电测试试验台部分立体图；图4是图3的局部放大图；图5是本发明静电放电测试试验台的后视部分立体图；图6是图5的A部放大图。

如图3、图4、图5、图6所示，纵向调节装置6由一端的步进电机16、联轴器18、联轴器外壳34、纵移丝杠19、纵滑座20、纵支撑梁22、纵端板23、连接板37、连接块38、传感器随动杆39和位移传感器11构成。

如图3所示，步进电机16的联轴器18连接着纵移丝杠19的一端，纵移丝杠另一端支撑在纵端板23上，纵移丝杠上贯穿有纵滑座20，纵滑座在图5、图6中可看到。纵滑座与纵移丝杠配合连接，同时纵滑座支撑在两根平行的纵支撑梁22上，纵移丝杠位于两根纵支撑梁中间。

如图5、图6所示，纵滑座20上面连接有一连接板37，连接板上面连接着横向调节装置7，连接板下方连接有一连接块38，连接块上连接有传感器随动杆39，传感器随动杆与位移传感器11是一体连接，如图2所示，位移传感器通过数据线10与控制柜1连接。

纵滑座在纵移丝杠带动下沿着纵支撑梁移动，纵支撑梁的一端连接在联轴器外壳34上，另一端连接在纵端板23上。

纵移丝杠与纵滑座的配合采用螺纹连接。在连接板上平面连接着横向调节装置7。

如图4、图5、图6所示，横向调节装置7由一端的步进电机16、联轴器18、联轴器外壳34、横移丝杠24、横滑座25、横支撑梁26、横端板21、横支架27构成。

在纵向调节装置纵滑座上面的连接板的上平面连接着两根平行的横支撑梁26，横支撑梁长度方向在空间上垂直于纵支撑梁长度方向。

横向调节装置的步进电机16的联轴器18连接着横移丝杠24的一端，横移丝杠另一端支撑在横端板21上，横移丝杠上贯穿有横滑座25，横滑座与横移丝杠配合连接，同时横滑座支撑在两根平行的横支撑梁26上，横移丝杠位于两根平行的横支撑梁中间。

横滑座在横移丝杠带动下沿着横支撑梁移动，横支撑梁的一端连接在联轴器外壳34上，另一端连接在横端板21上。

在横滑座上面垂直向上连接有横支架27，横支架由两个垂直的板构成，其底面板连接在横滑座上面，高度方向的直角边板上连接着高度调节装置8。横滑座在横移丝杠带动下沿着横支撑梁移动。

横移丝杠与横滑座的配合采用螺纹连接。

如图3、图4、图5所示，高度调节装置8由连接在横支架上的高度支撑梁32、上下滑座31、上下移动丝杠28、步进电机16、联轴器18、下端板29、静电***架30、静电枪9、电磁开关13、电磁铁40、静电发射开关17构成。

高度调节装置的两根平行的上下方向的高度支撑梁32连接在横向调节装置横支架的高度方向直角边板上，高度支撑梁的上端与步进电机16的联轴器外壳34连接，下端连接在下端板29上。

高度支撑梁上连接有上下滑座31，上下滑座支撑在高度支撑梁上并上下移动，两根高度支撑梁中间设有上下移动丝杠28，上下移动丝杠的上端与步进电机16的联轴器18连接，下端连接在下端板上。

上下移动丝杠与上下滑座配合并贯穿其中，上下滑座在上下移动丝杠的带动下沿着高度支撑梁移动。上下移动丝杠与上下滑座的配合采用螺纹连接。

上下滑座的外平面连接有两个边垂直的静电***架30，静电***架上水平状态连接着静电枪9，静电枪的静电发射端33对准被测试件14的中心，在静电***架侧面安装有电磁开关13，电磁开关的侧面装有一电磁铁40，在静电枪外壳上装有静电发射开关17，静电发射开关控制静电枪，电磁铁由电磁开关控制，以一定频率点击静电发射开关，进行吸合或断开动作，使静电枪不断的处于静电发射状态。

另外，工作台上在纵向调节装置的纵支撑梁侧面还安装有光电传感器12，其为光电开关，当有物体进入其测试范围时，该开关会产生一个开关信号，该信号作为原点信号。光电传感器用于标定测试零点。按下回零点开关后，步进电机能够快速返回零点。

由控制柜控制横向调节装置和高度调节装置来调节静电枪发射端位置, 控制柜控制纵向调节装置来测试静电枪与被测试件之间的最大静电放电距离。

图7是本发明静电放电测试试验台电气原理图。如图7所示，由一台工业控制计算机作为控制中心，工业控制计算机内设有IO控制卡35，通过IO控制卡实现实时通讯，并对其进行控制。

IO控制卡分别控制着3台步进电机控制器5，同时3台步进电机控制器分别控制纵向调节装置6、横向调节装置7、高度调节装置8的步进电机16，步进电机在接到工业控制计算机信号后指挥相应的步进电机进行不同的动作，实现横向、纵向、高度方向的调节动作。其中横向与高度方向的调节是调节静电枪发射端位置, 纵向调节是用来测试静电枪与被测试件之间的最大静电放电距离。

当纵向调节装置6的纵滑座20移动到光电传感器12感应区时，光电传感器感应发出信号，信号传递至IO控制卡，IO控制卡控制电磁开关13、静电发射开关17及静电枪9进行静电发射，静电从静电枪的发射端33射向被测试件14。

测试静电枪与被测试件之间在空气中的最大静电放电距离由纵向调节装置上的位移传感器测量出。纵向调节装置上连接有一位移传感器11，纵向调节装置的移动距离通过位移传感器反馈到IO控制卡和触摸式显示器上，测试者从触摸式显示器上即可读出产生静电放电的最大距离。

图8是本发明的触摸式显示器按钮图。如图所示，显示器按钮有横向位置调整按钮、竖直位置调整按钮和纵向位置调整按钮，竖直位置调整即是高度位置调节。

横向位置调整按钮中包括：横向进给、横向后退。竖直位置调整按钮包括：垂直上升、垂直下降。纵向位置调整按钮包括：纵向进给、纵向后退、快速回零、电磁铁频率设定、位移，试验台中还有退出按钮。

下面对本发明静电放电测试试验台的测试工作过程进行说明：

1、测试前位置调整：利用触摸式显示器的横向位置调整和竖直位置调整（即高度调节装置）的按钮来调节静电枪发射端位置，使静电枪发射端对准被测试件中心，并且静电枪与被测试件处于标准规定的距离范围内，此时将这个静电枪发射端位置定为光电传感器标定测试零点。

2、测试最大静电放电距离：由触摸式显示器按下纵向进给按钮，此时纵向调节的步进电机带动纵移丝杠、纵滑座、纵滑座上面的连接板、连接板上的横支撑梁、横支撑梁上的横滑座、横支架、高度支撑梁、上下滑座、与上下滑座连接的静电***架和静电枪纵向移动，静电枪以5mm/s的速度纵向接近被测试件，静电枪进给的同时，电磁铁会以1次/秒的频率点击静电发射开关，使静电枪不断的发射静电信号，处于静电发射状态。以上述工况不断的接近被测试件，直至静电枪与被测试件之间产生第一次静电火花，并听到“啪啪”的响声，此时松开纵向进给按钮，然后从触摸式显示器上读取此时的位移数值，此数值即为被测试件的最大静电放电ESD距离，从而测试工作完成。

本发明静电放电测试试验台的应用范围：本测试试验台应用于汽车车身内部控制器类及电器类产品的ESD静电放电测试，如：ECU（发动机控制计算机）、TCU（AMT变速箱控制计算机）、BCM（车身控制器）、三一控制器（具备闪光继电器、雨刷控制、和转向控制功能）、收音机、组合仪表、空调控制器等的ESD静电放电测试。

Claims (2)

1. 一种静电放电测试试验台，包括：控制柜、工作台，控制柜包括：含有IO控制卡的工业控制计算机、触摸式显示器和步进电机控制器，工作台与控制柜电性连接，其特征是工作台上安装有纵向调节装置（6）、连接在纵向调节装置上的横向调节装置（7）、连接在横向调节装置上的高度调节装置（8），

纵向调节装置包括：一端与第一步进电机（16）的第一联轴器（18）连接且另一端支撑在纵端板（23）上的纵移丝杠（19）、与纵移丝杠配合贯穿其中的纵滑座（20）、纵滑座支撑在两根平行的纵支撑梁（22）上，纵移丝杠位于两根纵支撑梁中间，纵滑座上面连接有一连接板（37），其上面连接着横向调节装置，连接板下方连接有一连接块（38），连接块上连接着位移传感器（11），纵滑座在纵移丝杠带动下沿着纵支撑梁移动，纵支撑梁的一端连接在第一联轴器外壳（34）上，另一端连接在纵端板上，位移传感器通过数据线（10）与控制柜连接；

横向调节装置包括：连接在纵向调节装置的连接板上平面且平行的两根横支撑梁（26），横支撑梁一端连接在第二联轴器外壳上，另一端连接在横端板上，横支撑梁长度方向与纵支撑梁长度方向空间上垂直、一端与第二步进电机的第二联轴器连接的横移丝杠（24）、由横支撑梁支撑且与横移丝杠配合贯穿其中的横滑座（25）、连接在横移丝杠另一端的横端板（21）、垂直向上连接在横滑座上面呈垂直状的横支架（27）、横滑座在横移丝杠带动下沿着横支撑梁移动，横移丝杠位于两根横支撑梁中间；

高度调节装置包括：连接在横向调节装置横支架的高度方向板上的两根平行的高度支撑梁（32）、连接在高度支撑梁上并移动的上下滑座（31）、上端由第三步进电机的第三联轴器连接的上下移动丝杠（28），上下移动丝杠与上下滑座配合贯穿其中、与高度支撑梁和上下移动丝杠下端连接的下端板（29）、上下滑座上连接有两个边垂直的静电***架（30）、水平连接在静电***架上的静电枪（9）、连接在静电***架侧面的电磁开关（13）、装在静电枪外壳上与电磁开关和静电枪连接的静电发射开关（17），静电发射开关控制静电枪，静电枪的静电发射端（33）对准被测试件（14）中心，上下移动丝杠位于两根高度支撑梁中间，高度支撑梁的上端连接在第三联轴器外壳上，下端与下端板连接，上下滑座在上下移动丝杠的带动下沿着高度支撑梁移动；

工作台上在纵向调节装置的纵支撑梁侧面还安装有光电传感器（12），光电传感器用于标定测试零点；

由控制柜控制横向调节装置和高度调节装置来调节静电枪发射端位置，控制柜控制纵向调节装置来测试静电枪与被测试件之间的最大静电放电距离。

2.根据权利要求1所述的静电放电测试试验台，其特征是纵移丝杠与纵滑座、横移丝杠与横滑座、上下移动丝杠与上下滑座的配合采用螺纹连接。