发明内容
本发明的目的在于提供的一种光电耦合器的试验测试系统及测试方法,解决了现有技术中存在的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种光电耦合器的试验测试系统,包括试验测试设备、数据监测与处理模块和测试分析评估模块;
试验测试设备用于对被测试的光电耦合器的输入端进行输入电压控制。
数据监测与调控模块用于实时采集光电耦合器在输入电压的控制下以及当前测试环境中的温度和湿度的参数影响下的输出端电压以及光电耦合器输入端的电流,根据输出端电压动态调控输入电压,直至输出端电压处于稳定电压状态,并分析输入电压调控过程中,受光部件的集电极电流与LED驱动的正向电流数值;
测试分析评估模块在同一测试环境下,依次提取数据监测与调控模块调控过程中的各输入电压下所对应的受光部件的集电极电流以及LED驱动的正向电流数值,采用电流传输比计算公式统计各输入电压下光电耦合器的电流传输比,并根据各输入电压下的电流传输比分析出光电耦合器所对应的故障种类。
进一步地,对光电耦合器进行故障种类进行分类测试,具体包括以下步骤:
步骤1、提取同一故障类型下各输入电压数值,建立故障类型输入电压集
,vk表示为第k个输入测试的电压,k=1,2,...;
步骤2、提取n个样本数据作为训练样本,分别训练n个训练样本所对应的故障类型;
步骤3、建立不同故障类型下,输入电压集所对应的LED驱动电流集
和受光部件的集电极电流集
,P=1,2,3,4,5,分别对应的故障类型相对应,即芯片键合点安装不牢、硅胶不足、芯片键合点金线断裂、二极管击穿和无故障状态;
步骤4、分析各故障类型下光电耦合器所对应的的电流传输比集
,
,k=1,2,3,...,并对电流传输比集构建电流传输比特征向量
,
表示为第P个故障类型下第k个输入电压数值所对应的电流传输比数值;
步骤5、提取Q个待检测光电耦合器在各输入测试电压下的LED驱动电流集以及受光部件的集电集电流集,并采用电流传输比公式计算待检测光电耦合器的电流传输比,且对待检测光电耦合器构建电流传输比特征向量
,j=1,2,...,Q;
步骤6、统计Q个待检测光电耦合器的电流传输比特征向量与各故障类型下的电流传输比特征向量进行欧式距离计算
,i=1,2,...,k,
用于表示第j个待检测光电耦合器的电流传输比与第P个故障类型下的电流传输比间的欧式距离;
步骤7、统计电流传输比特征向量
所对应的待检测光电耦合器的故障种类属于第y个故障种类的匹配系数;
步骤8、筛选出电流传输比特征向量
与各故障种类间的匹配系数最大的匹配系数,并将最大的匹配系数所对应的故障类型归于第j个待检测光电耦合器所对应的故障种类。
进一步地,待检测光电耦合器的故障种类属于第y个故障种类的匹配系数的计算公式为
,y∈P,Q表示为m个待检测光电耦合器中存在第y个故障种类的个数,n表示为训练样本的个数,且n>m,
用于表示第j个待检测光电耦合器与第y个故障种类间的匹配系数,y属于P的数值范围,
表示为干扰比例系数,当故障类型种类不同时,
对应的也不同,即芯片键合点安装不牢、硅胶不足、芯片键合点金线断裂、二极管击穿故障类型所对应的干扰比例系数分别为0.58,0.65,0.72,0.36,0.12。
进一步地,所述试验测试系统还包括环境模拟测试模块和参数干扰校准模块;
环境模拟测试模块用于控制光电耦合器所在测试环境中的温度和湿度数值,并实时采集测试环境中的温度和湿度;
参数干扰校准模块用于分别动态调整后的测试环境中的温度和湿度,分别获取不同温度和湿度数值所对应的波动稳定率,根据光电耦合器的波动稳定率分别筛选出波动稳定率处于各阈值下的温度界限值和湿度界限值,以分析出温度和湿度范围分别光电耦合器的温度干扰影响系数和湿度干扰影响系数。
进一步地,所述参数干扰校准模块根据测试环境中的温度筛选出温度对光电耦合器的温度干扰影响系数,包括以下步骤:
S1、依次监测固定测试模拟时间段T内U个光电耦合器受C1温度的电流传输比;
S2、统计出该时间段内待测光电耦合器所对应的平均最大电流传输比和平均最小电流传输比,判断在C1温度下的电流传输比的波动稳定率,波动稳定率
,
和
分别表示为U个待测光电耦合器受C1温度干扰下的平均最小电流传输比和平均最大电流传输比,对光电耦合器所在温度影响下的波动稳定率进行划分,划分成若干第一波动稳定阈值A1、第二波动稳定阈值A2和第三波动稳定阈值A3,A1<A2<A3;
S3、判断波动稳定率是否大于设定的阈值A1,若小于设定的阈值A1,则依次等数值升高光电耦合器所在环境中的温度
,执行步骤S4,若大于设定的阈值A1,执行步骤S5;
S4、统计
温度下的光电耦合器所对应的平均最大电流传输比和平均最小电流传输比,Ci初始值等于C1,并统计出
温度下的电流传输比的波动稳定率,并重复执行步骤S3,直至波动稳定率大于或等于阈值A1,并提取波动稳定率大于或等于阈值A1时的温度,标记为
;
S5、判断波动稳定率是否大于设定的阈值A2,若小于设定的阈值A2,依次等数值增加光电耦合器所在环境中的温度
,执行步骤S6,若大于设定的阈值A2,判断波动稳定率是否大于设定的阈值A3,若大于设定的阈值A3,依次等数值降低光电耦合器所在环境中的温度
,直至降低温度后所在温度下的电流传输比的波动稳定率小于或等于阈值A3,提取此时波动稳定率小于或等于阈值A3时的温度,标记为
;
S7、依次提取临界温度
、
和
,筛选出各临界温度范围内的最大电流传输比、最小电流传输比,并通过最大电流传输比和最小电流传输比统计出各临界温度范围内所对应的温度干扰影响系数
。
进一步地,所述参数干扰校准模块根据测试环境中的湿度筛选出湿度对光电耦合器的湿度干扰影响系数,包括以下步骤:
M1、依次监测固定测试模拟时间段T内U个光电耦合器受t1湿度的电流传输比;
M2、统计出该时间段内待测光电耦合器所对应的平均最大电流传输比和平均最小电流传输比,判断在t1湿度下的电流传输比的波动稳定率,波动稳定率
,
和
分别表示为U个待测光电耦合器受t1湿度影响下的平均最小电流传输比和平均最大电流传输比,对光电耦合器所在湿度影响下的波动稳定率进行划分,划分成若干第四波动稳定阈值B1、第五波动稳定阈值B2,B1<B2;
M3、判断波动稳定率是否大于设定的阈值B1,若小于设定的阈值B1,则依次等数值升高光电耦合器所在环境中的湿度
,执行步骤M4,若大于设定的阈值B1,执行步骤S5;
M4、统计
湿度下的光电耦合器所对应的平均最大电流传输比和平均最小电流传输比,ti初始值等于t1,并统计出
湿度下的电流传输比的波动稳定率,并重复执行步骤M3,直至波动稳定率小于或小于等于阈值B1,并提取波动稳定率小于或小于等于阈值B1时的湿度,标记为
;
M5、判断波动稳定率是否大于设定的阈值B2,若小于设定的阈值B2,依次等数值增加光电耦合器所在环境中的湿度
,并判断
湿度下的光电耦合器平均最大电流传输比和平均最小电流传输比所对应的波动稳定率,直至温度升高后所在温度下的电流传输比的波动稳定率大于或等于阈值B2,提取此波动稳定率大于或大于等于阈值B2时的湿度,标记为
;
S7、依次提取临界湿度
和
,筛选出各临界湿度范围内的最大电流传输比、最小电流传输比,并通过最大电流传输比和最小电流传输比统计出各临界湿度范围内所对应的湿度干扰影响系数
。
进一步地,所述试验测试系统还包括测试干扰评估输出模块,测试干扰评估输出模块分别对单一测试环境变量下光电耦合器的环境干扰影响系数进行分析,以分析出光电耦合器受环境中温度和湿度综合影响下的关联性能干扰权重系数,并建立温度和湿度对光电耦合器的性能干扰模型,通过光电耦合器的性能干扰模型模拟输出光电耦合器在实际使用环境下的性能稳定衰减程度。
进一步地,所述关联性能干扰权重系数的计算公式为
,且结合
,其中
,
和
分别表示为光电耦合器在第k种测试环境下的最大电流传输比和最小电流传输比,并建立关联性能干扰权重系数公式
,g等于1,2,...,6,分别获得6种测试环境下所对应的温度关联性能干扰权重系数
和湿度关联性能干扰权重系数
,
和
分别表示为第g种测试环境下对应的温度干扰影响系数和湿度干扰影响系数。
进一步地,一种光电耦合器的试验测试方法,其特征在于:
步骤1、提取若干光电耦合器所在环境中的温度和湿度,并对光电耦合器所在环境的温度和湿度进行测试环境种类归类;
步骤2、筛选出光电耦合器所对应的测试环境种类下的温度干扰影响系数、湿度干扰影响系数,并依次提取个测试环境种类下的环境干扰综合影响系数;
步骤3、将步骤2中的温度干扰影响系数、湿度干扰影响系数以及境干扰综合影响系数带入关联性能干扰权重系数公式
,并结合
,获得光电耦合器在第g种测试环境下所分别对应的温度关联性能干扰权重系数和湿度关联性能干扰权重系数;
步骤4、提取光电耦合器在各种测试环境下的使用时长,并采用光电耦合器的性能干扰模型模拟出光电耦合器随着使用时长的增加以及所在环境因素的干扰下所对应的综合性能稳定衰减系数。
进一步地,所述光电耦合器的性能干扰模型
,
表示为光电耦合器所在实际使用环境属于第g种测试环境下所累积工作时长,T为测试模拟时间段所对应的时长,
表示为第g种测试环境下所对应的最大电流传输比,
表示为光电耦合器随着使用时长的增加以及在环境因素的干扰下所对应的综合性能稳定衰减系数。
本发明的有益效果:
本发明通过对不同故障类型下的光电耦合器的输入端的输入电压进行动态调控,分析出不同输入电压所对应的各故障类型下光电耦合器的电流传输比,并通过对电流传输比进行评估建立各故障类型下的光电耦合器的电流传输比特征向量,提高了各故障类型下的光电耦合器的电流传输比特性,便于为后期对待测试光电耦合器的故障分类提供可靠的依据。
本发明对待测试光电耦合器的电流传输比进行处理,并结合故障种类匹配系数计算公式将处理后的待测试光电耦合器的电流传输比特征向量与各故障类型下的光电耦合器的电流传输比特征向量进行匹配度统计,以筛选出匹配系数最大的故障类型种类作为待测试光电耦合器的故障种类,通过对待测试光电耦合器和训练的各故障类型下的光电耦合器的输入电压同步控制,排除光电耦合器故障种类归类中存在的其他干扰因素,提高了故障种类筛选的准确性。
本发明通过依次对光电耦合器所在环境中的温度和湿度进行调控,能够筛选出引起光电耦合器的性能波动的各界限温度和各界限湿度,并通过各界限温度和各界限湿度依次获取光电耦合器在不同温度和湿度范围下的温度干扰影响系数和湿度干扰影响系数,可准确统计出不同环境参数信息对光电耦合器性能稳定的干扰程度。
本发明通过对光电耦合器所在环境进行归类划分,并结合关联性能干扰权重系数公式统计出温度关联性能干扰权重系数和湿度关联性能干扰权重系数,并通过光电耦合器的性能干扰模型预测出光电耦合器在实际使用环境下所对应的综合性能稳定衰减系数,综合展示了光电耦合器随着使用时长以及环境因素干扰下的性能衰减程度,便于维修人员及时根据性能衰减程度对光电耦合器进行更换或维修,以降低光电耦合器的性能衰减对电路的影响。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种光电耦合器的试验测试系统,包括环境模拟测试模块、试验测试设备、数据监测与处理模块和测试分析评估模块。
环境模拟测试模块用于控制光电耦合器所在测试环境中的温度和湿度数值,并实时采集测试环境中的温度和湿度。
试验测试设备用于对被测试的光电耦合器的输入端进行输入电压控制。
数据监测与调控模块用于实时采集光电耦合器在输入电压的控制下以及当前测试环境中的温度和湿度的参数影响下的输出端电压以及光电耦合器输入端的电流,根据输出端电压动态调控输入电压,直至输出端电压处于稳定电压状态,并分析输入电压调控过程中,受光部件的集电极电流与LED驱动的正向电流数值;
其中,集电极电流等于输出端电压与输出端回路电阻间的比值。
LED驱动的正向电流等于输入电压与输入端回路电阻间的比值。
测试分析评估模块在同一测试环境下,依次提取数据监测与调控模块调控过程中的各输入电压下所对应的受光部件的集电极电流以及LED驱动的正向电流数值,采用电流传输比计算公式统计各输入电压下光电耦合器的电流传输比,并根据各输入电压下的电流传输比分析出光电耦合器所对应的故障种类。
随着输入电压增加,流入LED的正向电流不断增大,进而光电耦合器的电流传输比从小到大,再逐渐降低,光电耦合器的电流传输比=受光部件的集电极电流/LED驱动电流。
分别筛选出n个同型号且不同故障类型的光电耦合器下的电流传输比进行训练处理,以对光电耦合器的故障种类进行分类测试,具体测试步骤如下:
步骤1、提取同一故障类型下各输入电压数值,建立故障类型输入电压集
,vk表示为第k个输入测试的电压,k=1,2,...;
步骤2、提取n个样本数据作为训练样本,分别训练n个训练样本所对应的故障类型,故障类型分别为:芯片键合点安装不牢、硅胶不足、芯片键合点金线断裂、二极管击穿以及无故障状况等,训练样本中各故障类型下所对应的光电耦合器的数量均为n/5;
步骤3、建立不同故障类型下,输入电压集所对应的LED驱动电流集
和受光部件的集电极电流集
,P=1,2,3,4,5,分别对应的故障类型相对应,即芯片键合点安装不牢、硅胶不足、芯片键合点金线断裂、二极管击穿和无故障状态;
步骤4、分析各故障类型下光电耦合器所对应的的电流传输比集
,
,k=1,2,3,...,并对电流传输比集构建电流传输比特征向量
,
表示为第P个故障类型下第k个输入电压数值所对应的电流传输比数值;
步骤5、提取Q个待检测光电耦合器在各输入测试电压下的LED驱动电流集以及受光部件的集电集电流集,并采用电流传输比公式计算待检测光电耦合器的电流传输比,且对待检测光电耦合器构建电流传输比特征向量
,j=1,2,...,Q;
步骤6、统计Q个待检测光电耦合器的电流传输比特征向量与各故障类型下的电流传输比特征向量进行欧式距离计算
,i=1,2,...,k,
用于表示第j个待检测光电耦合器的电流传输比与第P个故障类型下的电流传输比间的欧式距离;
步骤7、统计电流传输比特征向量
所对应的待检测光电耦合器的故障种类属于第y个故障种类的匹配系数
,y∈P,Q表示为m个待检测光电耦合器中存在第y个故障种类的个数,n表示为训练样本的个数,且n>m,
用于表示第j个待检测光电耦合器与第y个故障种类间的匹配系数,y属于P的数值范围,
表示为干扰比例系数,当故障类型种类不同时,
对应的也不同,即芯片键合点安装不牢、硅胶不足、芯片键合点金线断裂、二极管击穿故障类型所对应的干扰比例系数分别为0.58,0.65,0.72,0.36,0.12;
步骤8、筛选出电流传输比特征向量
与各故障种类间的匹配系数最大的匹配系数,并将最大的匹配系数所对应的故障类型归于第j个待检测光电耦合器所对应的故障种类。
光电耦合器是由二极管和三极管组成,对于无故障的光电耦合器,当二极管所在回路的输入电压小于三极管导通时所对应的二极管输入电压
时,光电耦合器对应的电流传输比等于0,当二极管所在回路的输入电压大于三极管处于饱和状态下所对应的二极管最小输入电压
时,此时光电耦合器中LED驱动电流逐渐增大,而受光部件的集电集电流处于饱和状态下的数值,即该电流传输比逐渐降低,当二极管所在回路的输入电压大于
小于
时,此时光电耦合器的电流传输比为固定数值,且
。
对于故障种类不同的光电耦合器在随着相同输入电压下,受光部件的集电极电流也发生不同程度的变化,进而光电耦合器对应的电流传输比不同,以达到对光电耦合器故障的分类。
通过对各故障类型下的光电耦合器随着输入电压的变化,呈现出电流传输比的数值,进而便于建立出各故障类型下的光电耦合器的电流传输比特征向量,提高了对光电耦合器的故障分类的准确性,并通过对待检测光电耦合器的电流传输比特征向量与各故障类型下的光电耦合器的电流传输比特征向量进行匹配程度计算,以获取待检测光电耦合器与各故障类型下的光电耦合器的匹配程度,进而筛选出匹配程度最大的故障类型作为待检测光电耦合器的故障类型,提高了对待检测光电耦合器的故障分类的精确性,采用一系列相同的输入电压数值进行测试以及测试环境控制不变,大大排除环境中的温度和湿度对光电耦合器进行种类划分过程中的干扰。
实施例2
另外,为了进一步研究光电耦合器在使用过程中受环境因素的干扰情况,通过环境模拟测试模块分别动态调整测试环境中的温度和湿度,以便于对环境中的温度和湿度对光电耦合器的干扰程度以及相关关联性进行分析。
控制输入电压以及测试环境中的湿度不变(即输入电压大于
且小于
),对环境中的温度进行动态调控,分别获取不同动态温度下的光电耦合器所对应的电流传输比,以统计出测试环境温度对光电耦合器的性能干扰影响系数。
所述测试系统还包括参数干扰校准模块,参数干扰校准模块用于分别动态调整后的测试环境中的温度和湿度,分别获取不同温度和湿度数值所对应的波动稳定率,根据光电耦合器的波动稳定率分别筛选出波动稳定率处于各阈值下的温度界限值和湿度界限值,以分析出温度和湿度范围分别光电耦合器的温度干扰影响系数和湿度干扰影响系数。
其中,参数干扰校准模块对测试环境中的温度进行动态调控,具体,采用U个无故障的光电耦合性进行测试研究,光电耦合器的输入电压位于
和
之间且湿度数值固定不变,参数干扰校准模块根据测试环境中的温度筛选出温度对光电耦合器的温度干扰影响系数,包括以下步骤:
S1、依次监测固定测试模拟时间段T内U个光电耦合器受C1温度的电流传输比;
S2、统计出该时间段内待测光电耦合器所对应的平均最大电流传输比和平均最小电流传输比,判断在C1温度下的电流传输比的波动稳定率,波动稳定率
,
和
分别表示为U个待测光电耦合器受C1温度干扰下的平均最小电流传输比和平均最大电流传输比,对光电耦合器所在温度影响下的波动稳定率进行划分,划分成若干第一波动稳定阈值A1、第二波动稳定阈值A2和第三波动稳定阈值A3,A1<A2<A3;
S3、判断波动稳定率是否大于设定的阈值A1,若小于设定的阈值A1,则依次等数值升高光电耦合器所在环境中的温度
,执行步骤S4,若大于设定的阈值A1,执行步骤S5;
S4、统计
温度下的光电耦合器所对应的平均最大电流传输比和平均最小电流传输比,Ci初始值等于C1,并统计出
温度下的电流传输比的波动稳定率,并重复执行步骤S3,直至波动稳定率大于或等于阈值A1,并提取波动稳定率大于或等于阈值A1时的温度,标记为
;
S5、判断波动稳定率是否大于设定的阈值A2,若小于设定的阈值A2,依次等数值增加光电耦合器所在环境中的温度
,执行步骤S6,若大于设定的阈值A2,判断波动稳定率是否大于设定的阈值A3,若大于设定的阈值A3,依次等数值降低光电耦合器所在环境中的温度
,直至降低温度后所在温度下的电流传输比的波动稳定率小于或等于阈值A3,提取此时波动稳定率小于或等于阈值A3时的温度,标记为
;
S6、判断
温度下光电耦合器平均最大电流传输比和平均最小电流传输比所对应的波动稳定率,直至温度升高后所在温度下的电流传输比的波动稳定率大于或等于阈值A2,提取此波动稳定率大于或等于阈值A2时的温度,标记为
;
S7、依次提取临界温度
、
和
,筛选出各临界温度范围内的最大电流传输比、最小电流传输比,并通过最大电流传输比和最小电流传输比统计出各临界温度范围内所对应的温度干扰影响系数
,
表示为光电耦合器标准温度和湿度环境下所对应的最大电流传输比,
和
分别表示为在0℃到
温度范围内、
到
温度范围内以及大于
温度且小于光耦的上限温度范围内光电耦合器受温度因素干扰下的最大电流传输比和最小电流传输比,
表示为不同温度范围对光电耦合器性能所造成的温度干扰影响系数。
通过对光电耦合器所在温度下的波动稳定率进行分析和判断,来动态获取光电耦合器在单一温度因素干扰下所对应的界限温度数值,进而能够分析出各界限温度数值范围对光电耦合器的稳定性干扰程度,以获取各界限温度数值范围所对应的温度干扰影响系数,实现对光电耦合器所在环境温度的划分,并能够准确分析出不同环境温度对光电耦合器工作过程中的干扰。
同理,采用U个无故障的光电耦合性进行测试研究,光电耦合器的输入电压位于
和
之间且数值固定不变,通过参数干扰校准模块对测试环境中的湿度进行动态调控,具体,采用U个无故障的光电耦合性进行测试研究,光电耦合器的输入电压位于
和
之间且控制湿度数值固定不变,参数干扰校准模块根据测试环境中的湿度分析出湿度对光电耦合器的湿度干扰影响系数,所述光电耦合器所受湿度影响的湿度干扰影响系数的分析与温度干扰影响系数的分析类似,具体步骤如下:
M1、依次监测固定测试模拟时间段T内U个光电耦合器受t1湿度的电流传输比;
M2、统计出该时间段内待测光电耦合器所对应的平均最大电流传输比和平均最小电流传输比,判断在t1湿度下的电流传输比的波动稳定率,波动稳定率率
,
和
分分别表示为U个待测光电耦合器受t1湿度影响下的平均最小电流传输比和平均最大电流传输比,对光电耦合器所在湿度影响下的波动稳定率进行划分,划分成若干第四波动稳定阈值B1、第五波动稳定阈值B2,B1<B2;
M3、判断波动稳定率是否大于设定的阈值B1,若小于设定的阈值B1,则依次等数值升高光电耦合器所在环境中的湿度
,执行步骤M4,若大于设定的阈值B1,执行步骤S5;
M4、统计
湿度下的光电耦合器所对应的平均最大电流传输比和平均最小电流传输比,ti初始值等于t1,并统计出
湿度下的电流传输比的波动稳定率,并重复执行步骤M3,直至波动稳定率小于或小于等于阈值B1,并提取波动稳定率小于或小于等于阈值B1时的湿度,标记为
;
M5、判断波动稳定率是否大于设定的阈值B2,若小于设定的阈值B2,依次等数值增加光电耦合器所在环境中的湿度
,并判断
湿度下的光电耦合器平均最大电流传输比和平均最小电流传输比所对应的波动稳定率,直至温度升高后所在温度下的电流传输比的波动稳定率大于或等于阈值B2,提取此波动稳定率大于或大于等于阈值B2时的湿度,标记为
;
S7、依次提取临界湿度
和
,筛选出各临界湿度范围内的最大电流传输比、最小电流传输比,并通过最大电流传输比和最小电流传输比统计出各临界湿度范围内所对应的湿度干扰影响系数
,
表示为光电耦合器标准温度和湿度环境下所对应的最大电流传输比,
、
和
分别表示为在0到
湿度范围内、
到
湿度范围内光电耦合器受温度因素干扰下的最大电流传输比和最小电流传输比,
表示为不同湿度范围对光电耦合器性能所造成的湿度干扰影响系数。
采用单独调控测试环境中的湿度进行试验研究,能够分析出光电耦合器受到不同湿度的影响程度,并筛选出不同的界限湿度数值,以便于在研究湿度对光耦性能干扰程度的分析,且便于对光电耦合器所在湿度进行划分,以准确界定各湿度范围内所对应的湿度干扰影响系数。
实施例3
该测试系统还包括测试干扰评估输出模块,测试干扰评估输出模块分别对单一测试环境变量下光电耦合器的环境干扰影响系数进行分析,以分析出光电耦合器受环境中温度和湿度综合影响下的关联性能干扰权重系数,并建立温度和湿度对光电耦合器的性能干扰模型,通过光电耦合器的性能干扰模型模拟输出光电耦合器在实际使用环境下的性能稳定衰减程度。
依次提取V个环境中的温度和湿度,V属于六种环境情况,分别为温度在0到
范围内且湿度在0到
范围内,温度在0到
范围内且湿度在
到
范围内、温度在
到
温度范围内且湿度在0到
范围内,温度在
到
温度范围内且湿度在
到
范围内、温度大于
且小于光耦的上限温度范围且湿度在0到
范围内以及温度大于
且小于光耦的上限温度范围且湿度在
到
范围内的6种测试环境状况。
分别提取6中测试环境下的温度和湿度所分别对应的温度干扰影响系数、湿度干扰影响系数以及光电耦合器所对应的环境干扰综合影响系数
,
,
和
分别表示为光电耦合器在第k种测试环境下的最大电流传输比和最小电流传输比,并建立关联性能干扰权重系数公式
,g等于1,2,...,6,分别表示为6种测试环境,依次将6种测试环境下所对应的的温度干扰影响系数、湿度干扰影响系数以及光电耦合器所对应的环境干扰综合影响系数代入关联性能干扰权重系数公式,且结合
,分别获得6种测试环境下所对应的温度关联性能干扰权重系数
和湿度关联性能干扰权重系数
,
和
分别表示为第g种测试环境下对应的温度干扰影响系数和湿度干扰影响系数。
测试干扰评估输出模块通过温度干扰影响系数、湿度干扰影响系数、温度关联性能干扰权重系数和湿度关联性能干扰权重系数分别建立温度和湿度对光电耦合器的性能干扰模型,所述光电耦合器的性能干扰模型
,
表示为光电耦合器所在实际使用环境属于第g种测试环境下所累积工作时长,T为测试模拟时间段所对应的时长,
表示为第g种测试环境下所对应的最大电流传输比,
表示为光电耦合器随着使用时长的增加以及在环境因素的干扰下所对应的综合性能稳定衰减系数,当光电耦合器的综合性能稳定衰减系数越大,对应的光电耦合器的性能衰减也越大,一旦综合性能稳定衰减系数大于设定的性能稳定衰减系数阈值,需对该光电耦合器进行更换,以避免光电耦合器失效,无法实现有效的隔离。
通过测试干扰评估输出模块对当前光电耦合器所在环境下的温度和湿度进行分析,能够模拟出该光电耦合器在所在环境下受温度和湿度的综合干扰程度,进而获得光电耦合器的综合性能稳定衰减系数,准确地展示环境因素对应无故障光电耦合器的性能稳定性的干扰情况,并便于维护人员及时对性能衰减异常的光电耦合器进行更换或维护,以保护设备的正常运行。
一种光电耦合器的试验测试方法,包括以下步骤:
步骤1、提取若干光电耦合器所在环境中的温度和湿度,并对光电耦合器所在环境的温度和湿度进行测试环境种类归类;
步骤2、筛选出光电耦合器所对应的测试环境种类下的温度干扰影响系数、湿度干扰影响系数,并依次提取个测试环境种类下的环境干扰综合影响系数;
步骤3、将步骤2中的温度干扰影响系数、湿度干扰影响系数以及境干扰综合影响系数带入关联性能干扰权重系数公式
,并结合
,获得光电耦合器在第g种测试环境下所分别对应的温度关联性能干扰权重系数和湿度关联性能干扰权重系数;
步骤4、提取光电耦合器在各种测试环境下的使用时长,并采用光电耦合器的性能干扰模型
模拟出光电耦合器随着使用时长的增加以及所在环境因素的干扰下所对应的综合性能稳定衰减系数。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。