应力筛选试验箱电路特点

一、引言

二、温度控制电路特点

1. 高精度温度传感器

• 应力筛选试验箱的温度控制电路通常采用高精度的温度传感器，如铂电阻温度传感器（PT100）。这种传感器具有线性度好、精度高（可达 ±0.1℃甚至更高）、稳定性强等优点。它能够准确地测量试验箱内的温度，并将温度信号转换为电信号反馈给控制电路。

2. 复杂的加热 / 冷却控制电路

• 加热电路采用可控硅等功率控制元件。可控硅可以通过控制其导通角来调节加热功率，从而实现对试验箱内温度的精确控制。例如，在需要快速升温阶段，可以增大可控硅的导通角，使加热功率增大；在接近设定温度时，减小导通角以降低加热功率，避免温度过冲。

• 冷却电路同样复杂。对于采用压缩机制冷的试验箱，电路需要控制压缩机的启动、停止以及制冷量的调节。这涉及到压缩机电机的驱动电路、温度控制下的制冷循环切换电路等。例如，当试验箱内温度高于设定值较多时，电路启动压缩机快速制冷；当温度接近设定值时，通过调节制冷量维持温度稳定。

3. 温度控制算法

• 温度控制电路采用先进的控制算法，如 PID（比例 - 积分 - 微分）控制算法。PID 控制器根据温度传感器反馈的温度与设定温度之间的偏差，计算出合适的控制量来调节加热或冷却功率。比例项根据偏差的大小快速调整输出，积分项用于消除稳态误差，微分项则预测温度变化趋势提前调整输出，从而实现精确、稳定的温度控制。

三、振动控制电路特点

1. 振动发生电路

• 振动控制电路中的振动发生电路能够产生不同频率和幅度的电信号。通常采用函数发生器电路或数字信号合成电路。函数发生器电路可以产生正弦波、方波、三角波等基本波形，这些波形经过功率放大后可以驱动振动台产生相应的振动。数字信号合成电路则可以根据用户设定的复杂振动模式，精确合成所需的振动信号。

2. 振动强度控制电路

• 为了控制振动的强度，电路中设置有功率放大电路。功率放大电路将振动发生电路产生的小信号放大到足以驱动振动台产生所需振动强度的大信号。同时，通过改变功率放大电路的增益，可以方便地调节振动强度。例如，通过改变放大器的反馈电阻或输入信号的放大倍数，可以在一定范围内线性地调整振动台的振动幅度。

3. 振动频率控制电路

• 振动频率控制电路可以精确调整振动信号的频率。对于函数发生器电路，通过改变电路中的电容、电阻等元件的值，可以改变输出信号的频率。在数字信号合成电路中，可以直接通过数字控制信号设置振动信号的频率，频率控制精度可以达到 0.1Hz 甚至更高，能够满足不同电子产品对应力筛选的振动频率要求。

四、信号处理电路特点

1. 传感器信号采集电路

• 应力筛选试验箱中配备多种传感器，如温度传感器、振动加速度传感器等，对应的信号采集电路需要适应不同类型传感器的信号特点。对于微弱信号的传感器（如某些高精度振动加速度传感器），信号采集电路采用低噪声放大器进行信号放大，以提高信号的信噪比。同时，采集电路还具备信号滤波功能，去除外界干扰信号，例如采用低通滤波器去除高频噪声，高通滤波器去除低频干扰等。

2. 信号转换电路

• 不同传感器输出的信号形式可能不同，如模拟信号或数字信号。信号转换电路可以将各种传感器信号转换为统一的、便于处理的信号形式。例如，将模拟信号转换为数字信号以便于微控制器或计算机进行数据处理。采用高精度的模数转换器（ADC）可以实现高分辨率的信号转换，转换精度可达到 12 位甚至更高，确保准确地获取传感器信号的信息。

3. 信号放大与调理电路

• 在将传感器信号传输给控制单元之前，信号放大与调理电路对信号进行进一步的处理。除了放大信号幅度外，还对信号进行线性化、补偿等操作。例如，对于某些非线性特性的传感器，通过电路中的非线性补偿元件，使输出信号与被测量之间呈现良好的线性关系，方便后续的数据分析和处理。

五、安全性保障电路特点

1. 过流保护电路

• 在应力筛选试验箱的电路系统中，过流保护电路。当电路中的电流超过额定值时，过流保护电路会自动切断电路，防止电路元件因过流而损坏。过流保护电路通常采用熔断器或电子过流保护器件（如自恢复保险丝、过流保护芯片等）。例如，当加热电路中的加热元件短路时，过流保护电路迅速动作，保护其他电路元件和整个试验箱的安全。

2. 过压保护电路

• 过压保护电路用于保护电路免受过高电压的冲击。在试验箱的电源输入侧和一些关键电路节点处设置有过压保护电路。采用压敏电阻、瞬态抑制二极管（TVS）等器件，当电压超过其额定值时，这些器件会迅速导通，将过电压泄放到大地或限制在安全范围内，保护电路中的其他元件，如微控制器、传感器等免受高电压损坏。

3. 漏电保护电路

• 漏电保护电路确保试验箱在出现漏电情况时能及时切断电源。它通过检测电路中流入和流出的电流是否平衡来判断是否存在漏电现象。一旦检测到漏电，漏电保护电路会在极短的时间内（通常在几十毫秒内）切断电源，防止操作人员触电和设备损坏。

六、结论