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光电倒置开关的可靠性检测系统

发布时间:2019-07-12 21:29 来源:未知 编辑:admin

  系统的上电方式是一个非常重要的环节。许多测试都是在保温一定时间后进行的,而测试装置都是在保温前放到被测物体中,这就要求在保温过程中使测试装置的功耗降到最低,倒置的作用就是在物体保温的过程中测试系统不工作,而在测试前通过倒置开关使测试系统上电工作,从而达到低功耗,使测试系统在工作时能正常运行。

  倒置开关是存储测试系统的关键部件,它的可靠性决定了存储测试系统的可靠性,直接关系整个实验的成败。

  本文研究了一种光电倒置开关,并设计一套完整的可靠性检测系统,有效分析了光电倒置开关的可靠性。

  光电倒置开关是由一个发射管和一个接收管安装固定在同一个对光基线的壳体上,在壳体的内腔中装有小钢球,外部由电路模块做出响应,这3 部分被封装在同一个小体积的机械筒体内。光电倒置开关结构如图1 所示。

  具有能耗小,响应速度快,抗干扰能力、可靠耐用等优点。红外发光二极管作为发射器把电信号转换为红外光信号,光敏三极管作为接收器,接收红外光信号再将红外光信号转换为电信号。在本微型开光设计过程中选用与红外发光二极管配套的光敏三极管。

  当光电倒置开关接通电源后,发射二极管开始发出红外线,当小钢球没有挡住发射管的光线,接收三极管接受到光,输出有效信号。此信号通过电路转换部分将电平拉高,从而使开关导通;随着倒置过程的开始,小钢球跌落,挡住发射二极管的光线,接收三极管接收不到光,从而开关断开。

  机械壳体对于光电倒置开关来说是最为重要的部分,壳体的内腔具有两个锥度腔,根据机械壳体的结构,光电倒置开关倒置一周(旋转360°)的工作状态的转换情况如图2 所示。

  根据上述,可以得出在光电倒置开关工作一个周期的波形图。波形示意图如图3 所示。从光电倒置开关工作的理论波形图可以看出,一个开关工作一个周期(旋转倒置360°)的理想占空比是251.5/360,这就是光电倒置开关检测系统的测试信号的特性,也为验证检测系统的准确性提供了依据。

  光电倒置开关的检测系统是由小功率调速电机、固定光电倒置开关和电路模块的转筒以及电路模块所组成的。图4 是检测系统的总体结构框图,该图表明了各部分之间的关系。

  当系统装配好后,接上电源进入低功耗态;在小功率电机的旋转过程中,当检测系统的光敏三极管感应到发光二极管发出的光时,检测系统被触发,系统开始循环采样并把转换的结果存储到外部Flash中;当Flash 内的数据达到设计的存储容量时,系统停止采样检测系统进入等待读出态。

  从检测系统Flash 中读出的数据可以在上位机中,由VB 6.0 设计的软面板显示成波形图,同时对波形做更进一步的处理,判断每个光电倒置开关的成功比率,以此检测其可靠性。

  由图5 的正弦波形图可以看出,在一个周期(-π ,π )内,波形单调升或者单调降各一次。

  假设正弦波由n 个点组成,每一个点都有对应正弦波上的一个值发f(n)。在(-1,1)之间随意取一个值A,当且仅当f(n)A 时,认为此时的波形处于上升阶段,算作一个周期,其他的情况全部忽略。这样,可以判断在一组正弦波中有多少个周期。

  同理,这个算法也可以应用到检测系统采集到的数据分析的软件设计上。由前述的波形理论可知,光电倒置开关工作一个周期的波形,单调升或者单调降只有一次,完全符合上述算法。

  对于一个完好的光电倒置开关,不论是在常温、高温环境下,还是低温环境下,所采集的波形应是已知的,都是占空比是251.5/360 的波形,正常波形如图7 所示。

  在实际的开关检测系统所得大量实验数据中,不可能每一个开关的波形都和理想的波形一致,总会出现异常的数据,引起这些异常数据的原因也是多样的。

  出现这种情况的原因可能是:对光孔和小锥度腔相贯处有毛刺。在相贯处有毛刺,就会在倒置过程中,对小钢球有阻挡或者粘滞的影响。

  出现这种情况的原因可能是:(a)光电倒置开关和检测系统未连接;(b)在长时间的低温保持环境下,开关内腔内可能存在的水气凝固在开关内腔壁上,形成霜,在低温下,把小钢球和机械壳体粘结在一起,挡住了对光孔。

  光电倒置开关是新概念动态测试技术的基础上的一种低电压驱动、低功率损耗、微小体积开关器件,其中光电部分利用红外系统,具有抗干扰性强,响应速度快等特点。根据实际应用中的倒置开关的可靠性的要求,通过检测系统对开关的检测,分析其可靠性,可靠性越高,开关工作的越稳定,从而使应用开关的系统或者设备性能更加稳定。

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  ExpressLane PEX 8613设备提供12个PCI Express Gen 2(5.0 GT / s)通道,支持3个端口。该交换机符合PCI Express基本规范rev 2.0。 12通道交换机使用户能够为各种应用添加可扩展,高带宽,无阻塞的互连,包括工作站,通信,存储和嵌入式系统以及智能I / O模块和附加卡。 PEX 8613拥有业界最低的12通道PCIe Gen 2延迟,140ns,无阻塞架构,无论是主机还是真正的点对点流量,都具有无与伦比的性能。 PEX 8613还具有用于双主机和故障转移应用的片上非透明端口,以及两个SSC隔离和两个用于增强QoS的虚拟通道。该器件具有硬件可配置和软件可编程功能,允许用户定制其端口配置和QoS操作特性,以满足其应用要求。 PEX 8613采用19 x 19mm 324球PBGA封装。该器件采用无铅封装。此设备支持访问控制服务(ACS)。...

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