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摘要:电子测试的需求和应用范围也逐步扩大,倾向于自动化、网络化、集成化。近年来,人工智能相关技术在各个领域发展迅速,传统的电子测试技术需要考虑与人工智能技术相结合,一方面,测试要适应与人工智能赋能的电子系统的新型测试需求,另一方面,应用人工智能技术可以提升测试本身的效率和精度。
关键词:人工智能;电子测试;自动测试
1引言
电子测试具有智能化、网络化、综合化的发展趋势。电子测试技术智能化发展,既表现在感知交互功能的继承和发展,又表现在对于数据的精确分析和健康状态的预测。电子测试的网络化发展,主要应用于信息的获取,人们的生产、生活都与网络息息相关。电子测试的综合化发展,主要体现在测试功能和需求的多样性。电子测试最初是由单一功能的测试仪器完成,经过多年的发展,现在的电子测试使用综合性、集成化的测试仪器或者测试系统,并且从简单的数据采集到故障状态的阈值判断,再到统计推断或神经网络算法进行健康预测的引入;从人与仪器的简单交互,到人与复杂测试系统的交互,再到图像识別、语音识别等智能交互方式的引入。智能化、网络化、综合化三者相辅相成,智能化是电子测试网络化、综合化实现的基础保障,网络化解决了智能化对于数据高效传输和共享的需求,综合化是测试智能化、网络化的具体体现。
2人工智能在电子测试领域的应用分析
2.1基于人工智能的抗电强度试验方法
定义:
——破坏性放电:固体、液体、气体介质及组合介质在高电压作用下,介质强度丧失的现象。破坏性放电时,放电完全桥接被试绝缘,电极间的电压迅速下降到零或接近于零。
——闪络:沿绝缘介质表面发生的破坏性放电。
——火花放电:在气体或液体介质中发生的破坏性放电。
——击穿:在固体介质中发生的破坏性放电。
——纹波:纹波是对直流电压算术平均值的周期性脉动。
——纹波幅度:纹波的最大值与最小值之差的一半。
a.直流电压试
验电压波形:除非有关设备标准另有规定,施加到样品上的试验电压应为纹波系数不大于3%的直流电压。要注意到接入样品和试验条件可能影响纹波系数。容许偏差:如果有关的设备标准没有其他规定,规定和测量到的试验电压值之间容许有±3%的偏差。容许偏差为规定值和测量值之间的偏差。它与测量误差不同,测量误差是测量值和真值之间的偏差。试验电源的特性应满足在相当短的时间内完成对试品电容充电的要求,当试品电容很大时,也允许长达几分钟的充电时间,电源(包括储能电容)还应能供给泄漏和吸收电流以及任何内部和外部的局部放电电流,试验中电压降不应超过5%[1]。
试验电压施加:对试品施加电压时应从足够低的电压值开始,以防止操作瞬变过程引起的过电压的任何影响,然后应缓慢地升高电压以便能在仪器仪表上准确读数,但也不能太慢,以免造成接近试验电压时试品上承受电压时间过长。对于型式试验,若试验电压达75%以上,以每秒5%试验电压的速率上升,通常可以满足上述要求。将试验电压保持到规定的时间后,切断充电电源,通过适当电阻由滤波电容器和试品放电来降低电压。达到稳态的时间取决于试品部件的电阻和电容。如果试品上没有破坏性放电发生,则试验满足要求。
b.交流电压试验
电压波形:试验电压频率一般为45Hz~65Hz的交流电压,通常称为工频试验电压。试验电压的波形应接近正弦波,正、负半波应近似一致。如果峰值与方均根值之比处在√2±0.07的范围内,则可认为满足要求。容许偏差:如果有关设备无另外规定,规定的试验电压值与试验电压的测量值之间的允许偏差为±3%。试验回路中的试验电压应足够稳定,它不应受泄漏电流的影响。试验电压施加方法基本同直流试验方法。但将试验电压保持规定时间后,然后迅速降低,但不能突然切断,以免可能出现瞬变过程而导致故障或造成不正确的试验结果。只要在试品上没有破坏性放电发生,则认为试验通过。
2.2基于人工智能的抗电强度试验步骤
2.1.1功能检查
1.主要检查仪器的功能是否正常,输出电压是否能准确实在地加到了试品上。首先确定需施加的电压值和设置的漏电流报警限,然后用一标准电阻验证仪器输出电压是否与显示电压一致,仪器测试夹具及连线是否完好,漏电流到设定值是否能正确报警。如,需用3000V交流电试验被试样品时,设定漏电流报警限为10mA,则可用一300K欧姆的标准电阻来验证,将标准电阻连接到耐压仪输出端,当输出电压刚超过3000V时耐压仪能正确报警且显示正确的电压。功能检查完应作好功能检查记录,一般要求每天上午或下午第一次作测试时需进行功能检查[2]。
2.2.2试品准备
a.将可能影响试验结果的允许断开的元件断开:——GB8898-2001:与受试绝缘并联的复合规定要求的电阻器、电容器和阻容单元予以断开。会妨碍试验进行的电感器和绕组也应予以断开。——GB4943-2001:与被试绝缘并联的提供直流通路的元件(如滤波电容器的放电电阻和限压装置)应断开。
b.为了避免损坏与被试绝缘无关的元器件或绝缘,可将集成电路或类似的电路断开或采用等电位连接。可以将可触及导电零部件连接到一起。
c.对绝缘材料外壳,应将金属箔贴在可触及零部件上。金属箔要放置得当,避免绝缘的边缘发生闪络。使用背胶的金属箔时,该胶应为导电胶。
d.对加强绝缘和较低等级的绝缘并用的设备,应对该绝缘进行适当的处理,以保证既能对该绝缘进行规定的抗电强度试验,又能保证加到加强绝缘上的电压不会使基本绝缘或附加绝缘承受超过规定的电压应力。
3结束语
从行业生态角度,不论是底层仪器设备设计,还是上层测试系统、测试流程搭建,都需要人工智能的深入渗透。从技术角度,以云平台为依托,以大数据存储和分析技术为基础,构建全生态内的测试仪器产品设计、测试系统设计、算法设计、交互设计等的通用规范。从行业发展角度,通过测试仪器与产品、测试系统、共用技术、人才支撑与人工智能的结合,逐步构建基于人工智能的电子测试新生态,实现以测试仪器为主要客户,以测试仪器硬件软件为基础内容,以测试仪器应用为主要服务,以测试仪器终端为物联网扩展的生态圈。
参考文献:
[1]吴乐,殷小房,张睿纯.新形势下电子测试技术的需求与发展分析[J].科技创新与应用,2013,13:116.[3]人工智能标准化白皮书(2018版)[Z].
[2]刘恩朋,杨占才,靳小波.国外故障预测与健康管理系统开发平台综述[J].测控技术,2014.33.9.
关键词:人工智能;电子测试;自动测试
1引言
电子测试具有智能化、网络化、综合化的发展趋势。电子测试技术智能化发展,既表现在感知交互功能的继承和发展,又表现在对于数据的精确分析和健康状态的预测。电子测试的网络化发展,主要应用于信息的获取,人们的生产、生活都与网络息息相关。电子测试的综合化发展,主要体现在测试功能和需求的多样性。电子测试最初是由单一功能的测试仪器完成,经过多年的发展,现在的电子测试使用综合性、集成化的测试仪器或者测试系统,并且从简单的数据采集到故障状态的阈值判断,再到统计推断或神经网络算法进行健康预测的引入;从人与仪器的简单交互,到人与复杂测试系统的交互,再到图像识別、语音识别等智能交互方式的引入。智能化、网络化、综合化三者相辅相成,智能化是电子测试网络化、综合化实现的基础保障,网络化解决了智能化对于数据高效传输和共享的需求,综合化是测试智能化、网络化的具体体现。
2人工智能在电子测试领域的应用分析
2.1基于人工智能的抗电强度试验方法
定义:
——破坏性放电:固体、液体、气体介质及组合介质在高电压作用下,介质强度丧失的现象。破坏性放电时,放电完全桥接被试绝缘,电极间的电压迅速下降到零或接近于零。
——闪络:沿绝缘介质表面发生的破坏性放电。
——火花放电:在气体或液体介质中发生的破坏性放电。
——击穿:在固体介质中发生的破坏性放电。
——纹波:纹波是对直流电压算术平均值的周期性脉动。
——纹波幅度:纹波的最大值与最小值之差的一半。
a.直流电压试
验电压波形:除非有关设备标准另有规定,施加到样品上的试验电压应为纹波系数不大于3%的直流电压。要注意到接入样品和试验条件可能影响纹波系数。容许偏差:如果有关的设备标准没有其他规定,规定和测量到的试验电压值之间容许有±3%的偏差。容许偏差为规定值和测量值之间的偏差。它与测量误差不同,测量误差是测量值和真值之间的偏差。试验电源的特性应满足在相当短的时间内完成对试品电容充电的要求,当试品电容很大时,也允许长达几分钟的充电时间,电源(包括储能电容)还应能供给泄漏和吸收电流以及任何内部和外部的局部放电电流,试验中电压降不应超过5%[1]。
试验电压施加:对试品施加电压时应从足够低的电压值开始,以防止操作瞬变过程引起的过电压的任何影响,然后应缓慢地升高电压以便能在仪器仪表上准确读数,但也不能太慢,以免造成接近试验电压时试品上承受电压时间过长。对于型式试验,若试验电压达75%以上,以每秒5%试验电压的速率上升,通常可以满足上述要求。将试验电压保持到规定的时间后,切断充电电源,通过适当电阻由滤波电容器和试品放电来降低电压。达到稳态的时间取决于试品部件的电阻和电容。如果试品上没有破坏性放电发生,则试验满足要求。
b.交流电压试验
电压波形:试验电压频率一般为45Hz~65Hz的交流电压,通常称为工频试验电压。试验电压的波形应接近正弦波,正、负半波应近似一致。如果峰值与方均根值之比处在√2±0.07的范围内,则可认为满足要求。容许偏差:如果有关设备无另外规定,规定的试验电压值与试验电压的测量值之间的允许偏差为±3%。试验回路中的试验电压应足够稳定,它不应受泄漏电流的影响。试验电压施加方法基本同直流试验方法。但将试验电压保持规定时间后,然后迅速降低,但不能突然切断,以免可能出现瞬变过程而导致故障或造成不正确的试验结果。只要在试品上没有破坏性放电发生,则认为试验通过。
2.2基于人工智能的抗电强度试验步骤
2.1.1功能检查
1.主要检查仪器的功能是否正常,输出电压是否能准确实在地加到了试品上。首先确定需施加的电压值和设置的漏电流报警限,然后用一标准电阻验证仪器输出电压是否与显示电压一致,仪器测试夹具及连线是否完好,漏电流到设定值是否能正确报警。如,需用3000V交流电试验被试样品时,设定漏电流报警限为10mA,则可用一300K欧姆的标准电阻来验证,将标准电阻连接到耐压仪输出端,当输出电压刚超过3000V时耐压仪能正确报警且显示正确的电压。功能检查完应作好功能检查记录,一般要求每天上午或下午第一次作测试时需进行功能检查[2]。
2.2.2试品准备
a.将可能影响试验结果的允许断开的元件断开:——GB8898-2001:与受试绝缘并联的复合规定要求的电阻器、电容器和阻容单元予以断开。会妨碍试验进行的电感器和绕组也应予以断开。——GB4943-2001:与被试绝缘并联的提供直流通路的元件(如滤波电容器的放电电阻和限压装置)应断开。
b.为了避免损坏与被试绝缘无关的元器件或绝缘,可将集成电路或类似的电路断开或采用等电位连接。可以将可触及导电零部件连接到一起。
c.对绝缘材料外壳,应将金属箔贴在可触及零部件上。金属箔要放置得当,避免绝缘的边缘发生闪络。使用背胶的金属箔时,该胶应为导电胶。
d.对加强绝缘和较低等级的绝缘并用的设备,应对该绝缘进行适当的处理,以保证既能对该绝缘进行规定的抗电强度试验,又能保证加到加强绝缘上的电压不会使基本绝缘或附加绝缘承受超过规定的电压应力。
3结束语
从行业生态角度,不论是底层仪器设备设计,还是上层测试系统、测试流程搭建,都需要人工智能的深入渗透。从技术角度,以云平台为依托,以大数据存储和分析技术为基础,构建全生态内的测试仪器产品设计、测试系统设计、算法设计、交互设计等的通用规范。从行业发展角度,通过测试仪器与产品、测试系统、共用技术、人才支撑与人工智能的结合,逐步构建基于人工智能的电子测试新生态,实现以测试仪器为主要客户,以测试仪器硬件软件为基础内容,以测试仪器应用为主要服务,以测试仪器终端为物联网扩展的生态圈。
参考文献:
[1]吴乐,殷小房,张睿纯.新形势下电子测试技术的需求与发展分析[J].科技创新与应用,2013,13:116.[3]人工智能标准化白皮书(2018版)[Z].
[2]刘恩朋,杨占才,靳小波.国外故障预测与健康管理系统开发平台综述[J].测控技术,2014.33.9.