测量防静电屏蔽包装袋屏蔽性能的一体化装置的制作方法

本发明涉及静电放电检测领域，具体涉及一种测量防静电屏蔽包装袋屏蔽性能的一体化装置。

背景技术：

1、防静电屏蔽包装袋的特点是不易摩擦起电，采用静电耗散材料，电荷容易平衡成为等电位体，对于内部或外部接触放电，有抑制大电流快速释放的作用，还具有静电放电屏蔽的功能，能够衰减快速放电的静电放电能量的穿透。

2、目前衡量屏蔽袋的屏蔽性能主要有两种方法，一种是感应电压峰值差法，一种是感应能量法。

3、感应电压峰值差法对应的标准有国军标gjb2605－96《可热封柔韧性防静电阻隔材料规范》以及美国电子工业协会标准eia-541-1998。感应能量法对应的标准有美国静电放电协会标准ansi/esd stm11.31-2006以及航天标准q/qja 122-2013《航天电子产品防静电屏蔽包装袋检测方法》。

4、对于感应电压峰值差法，可以临时使用分立元器件以及示波器等搭建原理样机进行测试，然而这种方法测试一致性不好，不利于推广。对于感应能量法，我国目前没有相关的仪器设备。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例旨在提出一种测量防静电屏蔽包装袋屏蔽性能的一体化装置，同时具备感应电压峰值差法和感应能量法检测功能。

2、本发明实施例提供一种测量防静电屏蔽包装袋屏蔽性能的一体化装置，所述装置包括：esd模拟器，包括放电开关及分别与所述放电开关连接的高压电源、储能电容和放电网络；电容探针，与所述放电网络连接；电流及电压功能选择继电器，与所述电容探针连接；电流互感器，与所述电流及电压功能选择继电器连接；至少一个电压分压器，与所述电流及电压功能选择继电器连接；波形采集模块，与所述电流互感器和所述电压分压器连接；控制模块，与所述波形采集模块连接；校准接口，包括与所述电流互感器连接的电流校准接口、与所述放电网络连接的电容电阻网络校准接口以及与所述高压电源连接的高压输出校准接口；其中，所述放电网络被配置为在所述电流及电压功能选择继电器的控制下在多种放电模式切换，所述放电模式至少包括第一模式和第二模式，所述第一模式为200pf及400kω放电模式，所述第二模式为100pf及1500ω放电模式。

3、在本发明的优选实施例中，所述电流互感器与所述电流校准接口复用，所述电流互感器的原边为一匝线圈，所述原边两端通过所述电流及电压功能选择继电器接通或断开所述电容探针电的两个电极，所述原边还与用于电流校准的bnc端子并联连接；所述电流互感器的副边连接电阻分压网络，且匹配所述波形采集模块的电流采集输入端口。

4、在本发明的优选实施例中，所述电压分压器与所述高压输出校准接口复用，所述电容探针的两个电极通过所述电流及电压功能选择继电器接通或断开两条串联电阻的支路，其中，每条支路有两个分压测量点：第一分压点位于10mω电阻与100kω电阻之间，且连接到电压校准用bnc芯线；第二分压点位于100kω电阻与9.1kω电阻之间，且连接到电压波形采集输入端口；且两条支路各自对应一个bnc芯线和一个电压波形采集输入端口。

5、在本发明的优选实施例中，所述电流校准接口包括三个bnc端口，分别为校准电流输入端口、触发1端口和触发2端口；所述电容电阻网络校准接口包括至少一个与内部电路板连接的端子；所述高压输出校准接口包括至少一个与内部电路板连接的端子。

6、在本发明的优选实施例中，所述电压分压器的数量为两个，所述波形采集模块包括三路波形采集，分别为两路电压波形采集以及一路电流波形采集，每路所述波形采集均包括增益放大器和模数转换器；其中：所述两路电压波形采集各自连接一个所述电压分压器；所述一路电流波形采集连接所述电流互感器的副边的所述电阻分压网络。

7、在本发明的优选实施例中，所述控制模块包括：fpga；ram，与所述fpga连接；触屏显示器，与所述fpga连接；通信接口，与所述fpga连接；继电器驱动控制接口，与所述fpga连接。

8、在本发明的优选实施例中，所述控制模块还包括三个模数转换接口，所述三个模数转换接口分别对应所述两路电压波形采集以及所述一路电流波形采集。

9、在本发明的优选实施例中，所述ram被配置为保存数字波形，以及配合所述fpga计算电压峰值差和电流波形的能量。

10、在本发明的优选实施例中，所述通信接口被配置为与上位机连接，所述fpga包括mcu内核，所述mcu内核作为下位机平台与所述上位机连接，所述mcu内核的功能包括人机界面交互控制、esd放电触发逻辑、数据采集和触发、量程转换、波形存储、波形显示、脉冲能量计算、保存修正数据以及上位机通信。

11、在本发明的优选实施例中，所述esd模拟器还包括与所述高压电源连接的高压显示单元。

12、本发明实施例的测量防静电屏蔽包装袋屏蔽性能的一体化装置结构简单、操作便捷，可同时实现感应电压峰值差法和感应能量法检测功能，具备极高的通用性、适用性和实用性。

技术特征：

1.一种测量防静电屏蔽包装袋屏蔽性能的一体化装置，其特征在于，所述装置包括：

2.根据权利要求1所述的测量防静电屏蔽包装袋屏蔽性能的一体化装置，其特征在于，所述电流互感器与所述电流校准接口复用，所述电流互感器的原边为一匝线圈，所述原边两端通过所述电流及电压功能选择继电器接通或断开所述电容探针电的两个电极，所述原边还与用于电流校准的bnc端子并联连接；

3.根据权利要求2所述的测量防静电屏蔽包装袋屏蔽性能的一体化装置，其特征在于，所述电压分压器与所述高压输出校准接口复用，所述电容探针的两个电极通过所述电流及电压功能选择继电器接通或断开两条串联电阻的支路，其中，每条支路有两个分压测量点：

4.根据权利要求3所述的测量防静电屏蔽包装袋屏蔽性能的一体化装置，其特征在于，所述电流校准接口包括三个bnc端口，分别为校准电流输入端口、触发1端口和触发2端口；

5.根据权利要求4所述的测量防静电屏蔽包装袋屏蔽性能的一体化装置，其特征在于，所述电压分压器的数量为两个，所述波形采集模块包括三路波形采集，分别为两路电压波形采集以及一路电流波形采集，每路所述波形采集均包括增益放大器和模数转换器；其中：

6.根据权利要求5所述的测量防静电屏蔽包装袋屏蔽性能的一体化装置，其特征在于，所述控制模块包括：

7.根据权利要求6所述的测量防静电屏蔽包装袋屏蔽性能的一体化装置，其特征在于，所述控制模块还包括三个模数转换接口，所述三个模数转换接口分别对应所述两路电压波形采集以及所述一路电流波形采集。

8.根据权利要求6所述的测量防静电屏蔽包装袋屏蔽性能的一体化装置，其特征在于，所述ram被配置为保存数字波形，以及配合所述fpga计算电压峰值差和电流波形的能量。

9.根据权利要求6-8任一项所述的测量防静电屏蔽包装袋屏蔽性能的一体化装置，其特征在于，所述通信接口被配置为与上位机连接，所述fpga包括mcu内核，所述mcu内核作为下位机平台与所述上位机连接，所述mcu内核的功能包括人机界面交互控制、esd放电触发逻辑、数据采集和触发、量程转换、波形存储、波形显示、脉冲能量计算、保存修正数据以及上位机通信。

10.根据权利要求1所述的测量防静电屏蔽包装袋屏蔽性能的一体化装置，其特征在于，所述esd模拟器还包括与所述高压电源连接的高压显示单元。

技术总结
本发明涉及一种测量防静电屏蔽包装袋屏蔽性能的一体化装置，包括：ESD模拟器，包括放电开关及分别与放电开关连接的高压电源、储能电容和放电网络；电容探针，与放电网络连接；电流及电压功能选择继电器，与电容探针连接；与电流及电压功能选择继电器连接的电流互感器和至少一个电压分压器；波形采集模块，与电流互感器和电压分压器连接；控制模块，与波形采集模块连接；校准接口，包括电流校准接口、电容电阻网络校准接口及高压输出校准接口；其中，放电网络被配置为受电流及电压功能选择继电器的控制至少在200pF及400kΩ或100pF及1500Ω放电模式下切换。本发明可同时实现感应电压峰值差法和感应能量法检测功能，具备极高的通用性、适用性和实用性。

技术研发人员：梅高峰,刘民,高志良,周黎,杨铭,胡子俊,张宇,韩炎晖,延峰,肖志康
受保护的技术使用者：北京东方计量测试研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13