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    Omega熱電偶線在PCB板中的多路溫度測量應用

    日期:2021-01-25 00:28
    瀏覽次數:5667
    摘要: Omega熱電偶線性價比好,精度高,故是非常暢銷的熱電偶線,下面就omega熱電偶線在PCB板中的多路溫度測量應用 操作說明 印刷電路板組裝流程 我們日常生活中的電子產品皆是將電子零件安裝在印刷電路板(PCB)而組成的。印刷電路板的組裝系統(見圖1)為:(1) PCB 送板機(loader);(2)錫膏印刷機;(3)插件著裝機(SMD);(4)回焊爐(reflow oven);(5)PCB 收板機(unloader)。印刷電路板由送板機送入輸送帶,印刷機立即將焊錫涂刷于電路板上;接著插件著裝機檢取電子零件并插于電路板上,...
    OMEGA熱電偶線性價比好,精度高,故是非常暢銷的熱電偶線,下面就omega熱電偶線在PCB板中的多路溫度測量應用 操作說明




    印刷電路板組裝流程

    我們日常生活中的電子產品皆是將電子零件安裝在印刷電路板(PCB)而組成的。印刷電路板的組裝系統(見圖1)為:(1) PCB 送板機(loader);(2)錫膏印刷機;(3)插件著裝機(SMD);(4)回焊爐(reflow oven);(5)PCB 收板機(unloader)。印刷電路板由送板機送入輸送帶,印刷機立即將焊錫涂刷于電路板上;接著插件著裝機檢取電子零件并插于電路板上,為求插裝之**,插裝機上都會配備視覺系統來輔助定位;*后是經過回焊爐藉加溫來熔化焊錫使電子零件黏著固定住,再由收板機將成品收集起來。

    omega熱電偶線在PCB板中的多路溫度測量應用 
    圖1: 印刷電路板組裝生產線圖。

    回焊爐內分為數個區域,溫度是從**區漸漸加溫至高溫,然后再減溫到*后一區回到室溫。不同的電路板在制程中需要不同的溫度分布圖,而溫度分布不是只用電路板上單獨一個位置點,而是需要用到電路板上數個位置點(通常以六個點)來當作制程指標。圖2 所顯示的為典型的有六個量測點的回焊爐溫度分布圖,圖中有六條線,分別代表一個位置點的溫度分布﹔此例中回焊爐全長為二公尺,輸送帶速度為4.5mm/s,所以全行程需7 分25 秒。電路板組裝的制造過程中會先研究出*佳的回焊爐溫度分布圖,然后在量產時再將回焊爐溫度控制在*佳的分布狀況,為了確定溫度是控制在期望的*佳狀況,必須作溫度量測與記錄。這就是回焊爐溫度量測記錄器(reflow data logger)的功用。

    omega熱電偶線在PCB板中的多路溫度測量應用 
    圖2: 典型的回焊爐溫度分布圖。


    回焊爐溫度量測記錄器

    溫度量測記錄器內有微處理器和內存,電源由可充電的干電池提供,接口上有六個omega熱電偶線溫度量測接頭和一個RS232 的串行傳輸接口。Omega熱電偶線是一種溫度傳感器能將溫度值轉換為豪伏(μV)的電壓值(下文會詳述),經放大電路放大成0~5V 的電壓,由模擬數字轉換器(ADC)轉成數字值送給微處理器;微處理器可以根據用戶設定的取樣時間,以固定的間隔時間將電壓值直接存入內存,或經運算成實際溫度值再存入內存。一旦回焊爐溫測記錄器隨同電路板經過整個回焊爐后,則將溫度分布數據記錄于溫測記錄器中,用戶就使用RS232 傳輸接口將內存內的溫度分布數據傳送給個人計算機,再利用軟件來制作圖表和統計分析溫度數據。

    由于要隨著電路板一起經過回焊爐,溫測記錄器在體積上要短小輕薄,市面上的產品厚度約為12mm,而寬度有57mm 和106mm 兩款,長度要求比較不嚴苛約在150mm 左右。溫測記錄器內之微處理器的正常工作溫度環境為0°C 至70°C,為了隔離回焊爐的高溫,溫測記錄器有一個熱屏障盒(thermal barrier)來保護。熱屏障盒為一個隔熱陶瓷盒,內有硅膠墊密封,體積約為25mm 厚135mm 寬215mm長,當溫測記錄器置于熱屏障盒內,能耐外部溫度200°C 達10 分鐘久,且瞬間溫度不超過300°C 時都不會損壞溫測記錄器。

    量測規格方面,市面上的回焊爐溫測記錄器之量測精度都宣稱為 ±1°C(實際上不可能達到,后文中會說明),量測溫度范圍為0°C 到500°C,分辨率為0.5°C,即要有1000 個刻度,所以至少要使用10bits 的ADC。而取樣分辨率一般為0.1秒,取樣時間可以從0.1sec 到60min,這對現今的微處理器而言是很容易達成。為求在用*短的取樣時間(0.1sec)可以記錄16 分鐘久的數據,則六個溫測信道需57600 筆數據的記憶容量。溫度量測的傳感器常用者為K型的omega熱電偶線。Omega熱電偶線上的導線需要包覆著電氣絕緣皮,常用的絕緣皮材質有PTFE(耐熱*高溫在90°C~260°C 間),玻璃纖維(耐熱*高溫在400°C~480°C 間),和陶瓷纖維(耐熱*高溫在800°C~1200°C 間)。 





    粵公網安備 44030402001377號

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