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20 Dec 2017, 16:46

在ESD测试中,为什么波形失真技术更优越

我们在过去谈到连续监视器的好处,并介绍了不同的类型(单线与双线)。 今天这篇文章的重点是连续监视器背后的技术,它们是如何工作的以及它们如何相互比较。 所以,让我们开始吧!

连续监视器的介绍

虽然腕带是防静电放电(ESD)的第一道防线,但必须对其进行测试,以确保其安装和正常工作。 按需或“触摸”测试已成为最常见的测试方法; 当腕带佩戴者接触接触板时,他们就完成了一个电路。

按需型测试仪的一个缺点是它们需要腕带佩戴者的专门行动来进行测试。 而且,在知道腕带已经失效的事实之后,可能要为已经暴露出高度敏感或有价值的组件去冒险。当手腕带工作在不正常的情况时,连续的监视器消除了元件暴露在ESD环境中的可能性。

如果您的公司生产含有ESD敏感物品的产品,您需要问自己“我们产品的可靠性有多重要”? 腕带早晚会失败。 如果您的产品具有如此高的价值,以致您需要百分之百地确保您的操作员始终接地,那么您应该考虑持续的监控系统。

用于连续监视器的技术

目前市场上有三种类型的腕带监控:

  1. 基本电容/阻抗监测
  2. 电阻监测
  3. 波形失真电容/阻抗监测

所以,我们来看看所有的3种类型:

1. 基本电容/阻抗监测

这种单线技术利用了这样一个事实,一个人可以被认为是一个电容器板,另一个板被接地。 地面和人都是导体,它们通过绝缘体(鞋,垫,地毯等)分开(有时),从而形成电容器。 腕带和人的组合电阻形成一个电阻器,使得整个电路是一个简单的RC电路。

加在此电路的微小的交流电流将导致电容中的位移电流流向地面,这提供了一种简单的方法来确保人(电容器)电阻器(腕带)和线圈电线都被连接起来。 该电路中的任何中断都会导致更高的阻抗,从而可以触发警报。

交流电容监视器有一些缺点

  1. 他们没有提供一个可靠的方法来知道电路的总电阻是否太低,即电流限制安全电阻是否短路。
  2. 简单的交流电容监视器可能会被欺骗,因为人们认为这些监视器没有戴上腕带。 例如,在接地垫上铺设腕带和电源线会增加并联电容,即使人员离开电路,显示器也能显示出良好的电路。 将电源线捆扎成一束或拉伸,也可能提供错误的读数。
  3. 由于人的体积,衣服,鞋底,地板的电导,椅子,桌垫,人的位置(站立或坐着)等因素,电容和电路的阻抗也会变化, 这些监视器通常必须“调整”到特定的安装和操作员。


2. 电阻监测

开发双线电阻监视器来克服交流电容类型的一些问题。 这里的概念很简单。 通过提供第二条通往地面的路径(不依靠上面的电容器),我们可以施加一个微小的直流电流。 测量电路的直流电阻很容易,如果电阻太高(开路)或太低(安全电阻短路),就会报警。 因此,双线监视器提供与触摸测试仪相同的可靠性和简单易懂的测量。 交流电容监视器的缺点被消除了。

双线监视器需要两根导线才能工作。 这意味着佩戴者必须佩戴比标准单线腕带更昂贵的双线双导线腕带/线圈线。 有一些报道说,施加在腕带上的恒定直流电压会引起皮肤过敏。

3. 波形失真电容/阻抗监测

波形失真技术连续监视器的功能

  • 低测试电压
  • 操作员腕带上1兆欧电阻的低显示器范围
  • 瞬时检测到操作员或工作台面的间歇或失效,以致其他显示器/技术错过

使用波形失真技术的连续监视器应用连续的测试电压(1.2伏特峰值 - “波形失真”或矢量阻抗,通过在手腕上施加1到2微安(0.000002安培)的1.2伏峰 - 峰连续测试电压) 测试电压创建一个正弦波,监控电路将其与已建立的模式进行比较,通过监测正弦波的“失真”或形状,波形失真技术确定被监测电路是否完整 ,操作人员在电路中,总的等效直流电阻在规格范围内。波形失真技术产生非常快的报警时间(<50毫秒)和最小的误报。

比较连续监测技术

我们将使用以下参数比较三种不同的技术:

  1. 安全电阻监测
  2. 测试电压
  3. 香蕉头插座(Banana Jack)和10mm插座监控
  4. 响应时间
  5. 使用验证

1. 安全电阻监测

与腕带串联的1兆欧姆电阻器的目的仅在于通过限制身体传导的电流量来为人体提供安全性。 1兆欧的电阻器设计用于在250伏交流电有效值时将电流限制在250微安。 这只是在大多数人的感知水平之下(并且在神经系统出错之前)。 “腕带有一个限流电阻器模制在连接到带的一端的接地线头上。 最常用的电阻是1×106W,1/4瓦,工作电压额定值为250V。“[IEC TR 61340-5-2用户指南,第4.7.2.5节]电流限制]

  基本电容/阻抗监测
电阻监测
波形失真电容/阻抗监测

 

2. 测试电压

我们在上面已经提到过,这些电阻监测器会对腕带施加恒定的直流电压,有些人在使用电阻监测器时会报告皮肤过敏。 问题是电阻监视器的测试电压相当高(高达16V)。 基本的电容/阻抗监视器(3.5V)也有类似的问题。 另外要记住的是,更高的测试电压增加了处理ESD敏感器件时的损坏风险。 幸运的是,波形失真监视器只能使用比其他两种技术低1.2的测试电压。
 
  基本电容/阻抗监测
电阻监测
波形失真电容/阻抗监测

 

3. 香蕉头插座(Banana Jack)和 10mm 插座监测

香蕉插座和10mm插座的电源线常用于电子行业。 不幸的是,这些不能用于双线电阻监视器。 如上所述,需要购买特殊的双导体腕带。

  基本电容/阻抗监测
电阻监测
波形失真电容/阻抗监测

 

4. 响应时间

检测操作员或工作台面的间歇性或完全故障是连续监视器的工作 , 但是,查看监视器报告问题需要多长时间也很重要。 如果使用连续显示器需要5分钟时间才能告诉您存在问题,那么使用连续显示器有什么意义? 您在过去5分钟内处理的所有敏感设备可能已经损坏。 因此,瞬时检测/报警至关重要。 响应时间越慢,对敏感项目的潜在影响就越高。 基本电容/阻抗和电阻监视器的响应时间分别为〜1s和≤2s。 另一方面,波形失真监视器的响应时间<50ms。

  基本电容/阻抗监测
电阻监测
波形失真电容/阻抗监测

 

5. 使用验证

所以,想象一下这种情况:你收到一个新的常量监视器,你找到一个很好的新家,安装它并使用它。 12个月后,是时候验证/校准监视器。 您必须从舒适的地方取下显示器,完成校准并放回原位。 真是痛苦,对吗? 好消息是:波形失真监视器的测试极限可以在不从工作站移除的情况下进行验证。 听起来像是一场梦,对吗?

基本电容/阻抗监测
电阻监测
波形失真电容/阻抗监测

 

我们为您创建了下表,以便于比较不同的技术:

连续监测技术的比较

正如您所看到的,最新的波形失真技术为操作员连续的对地路径提供了最可靠和最稳定的保证,以确保ESD敏感产品始终受到保护。

Desco Europe is the newest brand in the Desco Industries family, consolidating our two previous UK-based brands, Charleswater and Vermason. Desco Europe sells the full range of DII products, manufactured in our facilities in the USA and UK, servicing the European market via trained distributors who will sell the Desco Europe value package and complete ESD solution to all ESD users in their territory, leading with hi-end solutions that mark us out from the competition.

20 Dec 2017, 16:46