Цікаві та незвичайні застосування тестування кабелів. Частина 1

Посилання на сторінку сайту Магазину Gtest(R) з номенклатурою кабельних тестерів, а також рекомендовані прилади та статті для подальшої самоосвіти - наприкінці цього Розділу

За останні 30 років з моменту заснування CAMI Research клієнти та друзі запитували, чому компанія зосередила свої зусилля на такому повсякденному, низькотехнологічному та нецікавому пристрої, як кабельний тестер, особливо з урахуванням того, що вже існувало безліч таких пристроїв. Протягом першого року нашої роботи у мене самого були сумніви з цих причин, але згодом ці сумніви були ефектно розвіяні. На перший погляд, тестування збірок проводки може здатися повсякденною справою. Натомість неймовірна різноманітність і багатство додатків, які я опишу, показують, що це не так. Хоча проста світлодіодна схема може показати безперервність у проводі, технологія, необхідна для відповідності все більш складним та вимогливим стандартам якості клієнтів, відрізняється від світлодіодної схеми так само, як блискавка від світлячка. Чи викликає щось чийсь інтерес чи ні, безумовно, суб'єктивно, проте навіть через 30 років я виявляю себе ураженим деякими додатками, які клієнти приносять нам.

Зверніть увагу, що в цій статті «кабель» відноситься до будь-якої збирання дротів від простого шнура лампи до складного джгута дротів, який може бути в автомобілі або літаку. Принципи тестування не змінюються від однієї крайності до іншої – це просто питання масштабу.

Інтерфейс USB не існував у 1993 році, коли ми розпочали роботу над тестером CableEye ® . На той час периферійні комп'ютерні пристрої, включаючи принтери, сканери, модеми та промислові елементи управління, використовували послідовні порти для зв'язку з комп'ютерами, технологія, розроблена на початку 1960-х років, коли широко використовувалися телетайпи.

Спочатку кабелі послідовного порту використовували роз'єми DB25 і дотримувалися стандарту RS232, розробленого Асоціацією електронної промисловості. З причин вартості, конкурентної переваги та розвитку технологій дуже небагато виробників точно дотримувалися цього стандарту, і різні, зазвичай несумісні, послідовні кабелі розведення набули поширення. Використання неправильно змонтованого кабелю з роз'ємами DB25, які послужливо підходять більшості послідовних пристроїв, могло призвести до несправності пристрою або, що ще гірше, пошкодження схеми. З масовим виробництвом з'явилися литі роз'єми, які тепер унеможливлюють зняття задньої оболонки кабелю, щоб побачити, який кольоровий провід підключений до якогось контакту. Це залишило нас із виснажливим завданням використання омметра або біпера для перевірки кабелю, щоб визначити підозрілі проводки.

Для вирішення цих проблем першою метою компанії було розробити комп'ютерний продукт, до якого можна було б підключити послідовний кабель, яке проводка миттєво відображалася б на екрані комп'ютера. Це вдалося, але швидко стало очевидним, що клієнтам необхідно тестувати кабелі з багатьма іншими типами роз'ємів і потрібні вимірювальні можливості, що виходять за рамки простої безперервності, для сертифікації якості з'єднання та пошуку різних дефектів складання, таких як переривчасті з'єднання. З моменту появи першого тестера CableEye ми постійно адаптувалися для задоволення цих потреб, що постійно змінюються. Нижче наведені приклади показують деякі з найбільш незвичайних додатків, з якими ми зіткнулися за ці роки.

Автономні підводні апарати

У процесі виробництва цих транспортних засобів різні отвори в корпусі стають необхідними для пропуску проводів для зовнішніх камер, сонарів і електронних датчиків. При великому тиску, що присутня на нормальній робочій глибині, вода може проникнути через мікроскопічні дефекти в ізоляції проводів, що в кінцевому підсумку призведе до несправності електроніки. У результаті всі транспортні засоби випробовуються на заводі з використанням великого резервуару, який може бути під тиском, щоб імітувати глибини океану. Випробування високовольтних кабелів під тиском може виявити дефекти ізоляції, які змушують рідину, що проводить, таку як морська вода, перемежувати мідні провідники.

Мал. 1: Підводний апарат ROV для океанографічних досліджень

Фото: Hydroid

Для перевірки якості електроізоляції ми зазвичай прикладаємо напругу між двома непідключеними проводами та шукаємо витік між проводами у частках мікроампера. Щоб отримати ізоляцію краще 1 ГОм між двома проводами, ми прикладаємо 1000 В постійного струму між проводами і очікуємо побачити витік менше 1 мкА. Проблема в цьому додатку полягає в тому, що сама вода повинна бути одним із провідників, щоб ми могли виявити витік під ізоляцією на один провід, а не між двома проводами. Однак електроніка тестера кабелю вимагає, щоб усі крапки були електрично ізольовані від заземлення, щоб кожен провід міг бути індивідуально запитаний, а інші дроти — ні.

На жаль, маса води, звичайно, завжди має потенціал землі, у тому числі в резервуарі для води, прикріпленому до заземленої конструкції, тому використання самої води як контрольна точка стає проблематичним. Оскільки ми не могли електрично ізолювати воду в резервуарі, ми натомість ізолювали тестер і комп'ютер від землі, подаючи живлення на обидва через ізолюючий трансформатор, як показано на малюнку 2. Це дозволяє успішно проводити вимірювання між водою та проводкою, щоб підтвердити, що ізоляція залишається цілою.

Мал. 2: випробувальна установка для підводного ROV

Медичні катетери

Медичні катетери для електричного зондування або стимуляції складаються з невеликих трубок, що містять надзвичайно тонкі дроти (частки міліметра), які ведуть від електричного роз'єму на ближньому кінці до рівномірно розділених електродів уздовж короткої довжини трубки на дальньому кінці. На малюнку 3 показано приклад.

Тестування готової збірки включало розробку спеціального пристрою для фізичного контакту з електродами без їх пошкодження; просте приєднання міні-гачкового роз'єму до кожного електрода було б не тільки незручним, але й могло б докласти достатньо сили до електрода, щоб деформувати його. Розроблений нами пристрій показано на малюнку 4.

Рис. 3: Медичний катетер, з'єднувач та тонкі дроти, що підлягають збиранню та випробуванню

Мал. 4: Тестова установка для катетера

Ми профрезерували круглу канавку в платі зі скловолокна завтовшки 0,093 дюйма приблизно на половину її глибини. З іншого боку плати ми профрезерували пази, перпендикулярні до круглої канавки, розташовані в місцях розташування електродів катетера, на глибину трохи більше половини плати. Це відкрило отвори вздовж круглої канавки, де мали розташовуватися електроди.

Припаявши спеціально розроблений пружинний штифт на задній стороні плати для завершення в кожному отворі вздовж канавки, ми змогли створити електричний контакт із катетером. Круговий затискач, що закривається зверху, чинив рівномірний тиск навколо катетера, щоб гарантувати, що всі електроди стосуються пружинних штифтів. Після встановлення тест із опором можна було завершити приблизно за одну секунду. Звіт про результати тесту представлено малюнку 5.

Мал. 5: Звіт про випробування катетера

Кільця ковзання

Мал. 6: Схема контактного кільця, випробувальна установка та результати

Манекени для краш-тестів

Манекени для краш-тестів замінюють людей, коли автовиробники навмисно інсценують зіткнення для перевірки систем безпеки транспортних засобів. На відміну від людей, ці антропоморфні створення містять безліч вбудованих датчиків, включаючи акселерометри, датчики навантаження, тензодатчики, датчики температури, датчики кутової швидкості, датчики тиску повітря і датчики положення, розташовані в місцях, де тіло найбільше схильне до стресу і травм.

Не дивно, що ці численні датчики підключаються до модулів збору даних за допомогою кабелів, що піддаються тим самим силам, які випробовують різні датчики. Після краш-тесту ці кабелі повинні бути ретельно перевірені та електрично протестовані перед повторним використанням, особливо враховуючи витрати на зруйнований випробувальний автомобіль та можливу втрату даних через відмову кабелю. На малюнку 7 показаний типовий манекен для краш-тесту, а на малюнку 8 відокремлена рука з проводкою.

Мал. 7: Манекен для краш-тестів на безпеку автомобіля.

Фото надане: Великий німецький виробник автомобілів високого класу.

Рис.8: Деталі манекена для краш-тесту.

Фото надане: великим німецьким виробником автомобілів високого класу.

ПРОДОВЖЕННЯ СЛІДУЄ...

Магазин Gtest® - авторизований постачальник кабельних тестерів в Україну: https://gtest.com.ua/uk/vimiryuvalni-priladi/kabelni-testeri-shukach-prihovanoyi-provodki