人工智能在電子測試領(lǐng)域的應(yīng)用展望

周杰

摘要：電子測試的需求和應(yīng)用范圍也逐步擴大，傾向于自動化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化。近年來，人工智能相關(guān)技術(shù)在各個領(lǐng)域發(fā)展迅速，傳統(tǒng)的電子測試技術(shù)需要考慮與人工智能技術(shù)相結(jié)合，一方面，測試要適應(yīng)與人工智能賦能的電子系統(tǒng)的新型測試需求，另一方面，應(yīng)用人工智能技術(shù)可以提升測試本身的效率和精度。

關(guān)鍵詞：人工智能;電子測試;自動測試

1引言

電子測試具有智能化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化的發(fā)展趨勢。電子測試技術(shù)智能化發(fā)展，既表現(xiàn)在感知交互功能的繼承和發(fā)展，又表現(xiàn)在對于數(shù)據(jù)的精確分析和健康狀態(tài)的預(yù)測。電子測試的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，主要應(yīng)用于信息的獲取，人們的生產(chǎn)、生活都與網(wǎng)絡(luò)息息相關(guān)。電子測試的綜合化發(fā)展，主要體現(xiàn)在測試功能和需求的多樣性。電子測試最初是由單一功能的測試儀器完成，經(jīng)過多年的發(fā)展，現(xiàn)在的電子測試使用綜合性、集成化的測試儀器或者測試系統(tǒng)，并且從簡單的數(shù)據(jù)采集到故障狀態(tài)的閾值判斷，再到統(tǒng)計推斷或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進行健康預(yù)測的引入;從人與儀器的簡單交互，到人與復(fù)雜測試系統(tǒng)的交互，再到圖像識別、語音識別等智能交互方式的引入。智能化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化三者相輔相成，智能化是電子測試網(wǎng)絡(luò)化、綜合化實現(xiàn)的基礎(chǔ)保障，網(wǎng)絡(luò)化解決了智能化對于數(shù)據(jù)高效傳輸和共享的需求，綜合化是測試智能化、網(wǎng)絡(luò)化的具體體現(xiàn)。

2人工智能在電子測試領(lǐng)域的應(yīng)用分析

2.1基于人工智能的抗電強度試驗方法

定義：

——破壞性放電：固體、液體、氣體介質(zhì)及組合介質(zhì)在高電壓作用下，介質(zhì)強度喪失的現(xiàn)象。破壞性放電時，放電完全橋接被試絕緣，電極間的電壓迅速下降到零或接近于零。

——閃絡(luò)：沿絕緣介質(zhì)表面發(fā)生的破壞性放電。

——火花放電：在氣體或液體介質(zhì)中發(fā)生的破壞性放電。

——擊穿：在固體介質(zhì)中發(fā)生的破壞性放電。

——紋波：紋波是對直流電壓算術(shù)平均值的周期性脈動。

——紋波幅度：紋波的最大值與最小值之差的一半。

a.直流電壓試

驗電壓波形：除非有關(guān)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)另有規(guī)定，施加到樣品上的試驗電壓應(yīng)為紋波系數(shù)不大于3%的直流電壓。要注意到接入樣品和試驗條件可能影響紋波系數(shù)。容許偏差：如果有關(guān)的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)沒有其他規(guī)定，規(guī)定和測量到的試驗電壓值之間容許有±3%的偏差。容許偏差為規(guī)定值和測量值之間的偏差。它與測量誤差不同，測量誤差是測量值和真值之間的偏差。試驗電源的特性應(yīng)滿足在相當(dāng)短的時間內(nèi)完成對試品電容充電的要求，當(dāng)試品電容很大時，也允許長達幾分鐘的充電時間，電源（包括儲能電容）還應(yīng)能供給泄漏和吸收電流以及任何內(nèi)部和外部的局部放電電流，試驗中電壓降不應(yīng)超過5%[1]。

試驗電壓施加：對試品施加電壓時應(yīng)從足夠低的電壓值開始，以防止操作瞬變過程引起的過電壓的任何影響，然后應(yīng)緩慢地升高電壓以便能在儀器儀表上準(zhǔn)確讀數(shù)，但也不能太慢，以免造成接近試驗電壓時試品上承受電壓時間過長。對于型式試驗，若試驗電壓達75%以上，以每秒5%試驗電壓的速率上升，通?？梢詽M足上述要求。將試驗電壓保持到規(guī)定的時間后，切斷充電電源，通過適當(dāng)電阻由濾波電容器和試品放電來降低電壓。達到穩(wěn)態(tài)的時間取決于試品部件的電阻和電容。如果試品上沒有破壞性放電發(fā)生，則試驗滿足要求。

b.交流電壓試驗

電壓波形：試驗電壓頻率一般為45Hz～65Hz的交流電壓，通常稱為工頻試驗電壓。試驗電壓的波形應(yīng)接近正弦波，正、負半波應(yīng)近似一致。如果峰值與方均根值之比處在√2±0.07的范圍內(nèi)，則可認為滿足要求。容許偏差：如果有關(guān)設(shè)備無另外規(guī)定，規(guī)定的試驗電壓值與試驗電壓的測量值之間的允許偏差為±3%。試驗回路中的試驗電壓應(yīng)足夠穩(wěn)定，它不應(yīng)受泄漏電流的影響。試驗電壓施加方法基本同直流試驗方法。但將試驗電壓保持規(guī)定時間后，然后迅速降低，但不能突然切斷，以免可能出現(xiàn)瞬變過程而導(dǎo)致故障或造成不正確的試驗結(jié)果。只要在試品上沒有破壞性放電發(fā)生，則認為試驗通過。

2.2基于人工智能的抗電強度試驗步驟

2.1.1功能檢查

1.主要檢查儀器的功能是否正常，輸出電壓是否能準(zhǔn)確實在地加到了試品上。首先確定需施加的電壓值和設(shè)置的漏電流報警限，然后用一標(biāo)準(zhǔn)電阻驗證儀器輸出電壓是否與顯示電壓一致，儀器測試夾具及連線是否完好，漏電流到設(shè)定值是否能正確報警。如，需用3000V交流電試驗被試樣品時，設(shè)定漏電流報警限為10mA，則可用一300K歐姆的標(biāo)準(zhǔn)電阻來驗證，將標(biāo)準(zhǔn)電阻連接到耐壓儀輸出端，當(dāng)輸出電壓剛超過3000V時耐壓儀能正確報警且顯示正確的電壓。功能檢查完應(yīng)作好功能檢查記錄，一般要求每天上午或下午第一次作測試時需進行功能檢查[2]。

2.2.2試品準(zhǔn)備

a.將可能影響試驗結(jié)果的允許斷開的元件斷開：——GB8898-2001：與受試絕緣并聯(lián)的復(fù)合規(guī)定要求的電阻器、電容器和阻容單元予以斷開。會妨礙試驗進行的電感器和繞組也應(yīng)予以斷開?！狦B4943-2001：與被試絕緣并聯(lián)的提供直流通路的元件（如濾波電容器的放電電阻和限壓裝置）應(yīng)斷開。

b.為了避免損壞與被試絕緣無關(guān)的元器件或絕緣，可將集成電路或類似的電路斷開或采用等電位連接?？梢詫⒖捎|及導(dǎo)電零部件連接到一起。

c.對絕緣材料外殼，應(yīng)將金屬箔貼在可觸及零部件上。金屬箔要放置得當(dāng)，避免絕緣的邊緣發(fā)生閃絡(luò)。使用背膠的金屬箔時，該膠應(yīng)為導(dǎo)電膠。

d.對加強絕緣和較低等級的絕緣并用的設(shè)備，應(yīng)對該絕緣進行適當(dāng)?shù)奶幚?，以保證既能對該絕緣進行規(guī)定的抗電強度試驗，又能保證加到加強絕緣上的電壓不會使基本絕緣或附加絕緣承受超過規(guī)定的電壓應(yīng)力。

3結(jié)束語

從行業(yè)生態(tài)角度，不論是底層儀器設(shè)備設(shè)計，還是上層測試系統(tǒng)、測試流程搭建，都需要人工智能的深入滲透。從技術(shù)角度，以云平臺為依托，以大數(shù)據(jù)存儲和分析技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建全生態(tài)內(nèi)的測試儀器產(chǎn)品設(shè)計、測試系統(tǒng)設(shè)計、算法設(shè)計、交互設(shè)計等的通用規(guī)范。從行業(yè)發(fā)展角度，通過測試儀器與產(chǎn)品、測試系統(tǒng)、共用技術(shù)、人才支撐與人工智能的結(jié)合，逐步構(gòu)建基于人工智能的電子測試新生態(tài)，實現(xiàn)以測試儀器為主要客戶，以測試儀器硬件軟件為基礎(chǔ)內(nèi)容，以測試儀器應(yīng)用為主要服務(wù)，以測試儀器終端為物聯(lián)網(wǎng)擴展的生態(tài)圈。

參考文獻：

[1]吳樂，殷小房，張睿純.新形勢下電子測試技術(shù)的需求與發(fā)展分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，13：116.[3]人工智能標(biāo)準(zhǔn)化白皮書（2018版）[Z].

[2]劉恩朋，楊占才，靳小波.國外故障預(yù)測與健康管理系統(tǒng)開發(fā)平臺綜述[J].測控技術(shù)，2014.33.9.