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文档简介

电子元器件检测与筛选手册TOC\o"1-2"\h\u19232第1章引言 450801.1概述 4114151.2器件检测与筛选的重要性 4206921.3检测与筛选的基本流程 4804第2章电子元器件基础 540432.1常见元器件类型 5156192.2器件的主要参数 5169022.3器件的质量等级与标准 614952第3章器件外观检查 7293633.1外观缺陷识别 7323673.1.1表面污染:检查器件表面是否有污渍、油脂、灰尘等污染物,这些污染物可能导致焊接不良或电气功能下降。 7129523.1.2外观损伤:观察器件表面是否存在裂纹、缺口、变形等损伤,此类损伤可能影响器件的结构强度和电气连接。 7287893.1.3焊接端缺陷:仔细检查器件的焊接端,包括焊盘、引脚等,是否存在氧化、腐蚀、短路等问题。 7180543.1.4标签与标识:确认器件上的标签和标识是否清晰可辨,避免因标识不清导致的误用。 7310493.2尺寸及标识检查 7220903.2.1尺寸检查:利用卡尺、微米计等工具对器件的尺寸进行测量,包括长度、宽度、高度等,保证其满足规格书上的要求。 7253063.2.2引脚间距和尺寸:检查器件引脚的间距和直径,以保证其与电路板上的焊盘相匹配。 720843.2.3标识检查:核对器件上的型号、批次号、生产日期等标识信息,以保证信息的准确无误。 8220843.3包装及防护措施 854003.3.1包装检查:检查元器件的包装是否完好,密封功能是否良好,防止因包装破损导致的器件污染或损坏。 8295553.3.2静电防护:对于静电敏感的元器件,需检查其包装是否符合静电防护要求,如使用防静电袋、防静电箱等。 811633.3.3防潮措施:评估包装内的干燥剂或防潮设施是否有效,保证元器件在湿度控制的环境中存储。 858133.3.4防震处理:检查包装内是否有足够的缓冲材料,以减轻运输过程中可能产生的震动和冲击,避免器件损伤。 829199第4章电气功能测试 8173874.1基本测试方法 857074.1.1开路测试 8113254.1.2短路测试 8216004.1.3连续性测试 8108804.1.4绝缘电阻测试 8223314.2电阻、电容和电感测试 9132254.2.1电阻测试 9262914.2.2电容测试 9256064.2.3电感测试 967614.3半导体器件测试 9222944.3.1二极管测试 91894.3.2晶体管测试 9100314.3.3集成电路测试 916983第5章焊接功能检测 1070015.1焊接质量评价 10202455.1.1焊接质量标准 10320095.1.2焊接外观检测 10182765.1.3焊接内部缺陷检测 1073265.1.4焊接质量统计分析 10115875.2焊点可靠性测试 107125.2.1焊点可靠性测试方法 106485.2.2焊点可靠性评价标准 10323345.2.3焊点可靠性测试案例分析 10261385.3无铅焊接技术 10309185.3.1无铅焊接材料 1041645.3.2无铅焊接工艺 1046635.3.3无铅焊接质量检测 11200415.3.4无铅焊接的可靠性评估 1117096第6章环境适应性测试 11245376.1温度测试 11314636.1.1测试目的 11279486.1.2测试方法 11157476.1.3测试标准 11170816.1.4测试结果分析 11198006.2湿度测试 11102166.2.1测试目的 1134236.2.2测试方法 1141556.2.3测试标准 12301636.2.4测试结果分析 1288866.3机械应力测试 12190666.3.1测试目的 12126906.3.2测试方法 12256146.3.3测试标准 12195836.3.4测试结果分析 1211760第7章可靠性筛选 12107527.1高加速寿命测试(HALT) 12170487.1.1概述 12186027.1.2HALT原理 1293067.1.3HALT实施步骤 12284877.1.4HALT注意事项 13157347.2高加速应力筛选(HASS) 13110587.2.1概述 13270287.2.2HASS原理 1398257.2.3HASS实施步骤 1371837.2.4HASS注意事项 13150997.3筛选策略与流程 1345487.3.1筛选策略 1362567.3.2筛选流程 1412869第8章功能性检测 14118788.1数字电路功能测试 1491118.1.1测试原理 14296888.1.2测试向量 14278778.1.3测试方法 1456678.2模拟电路功能测试 14101908.2.1测试原理 14118528.2.2测试信号 14320658.2.3测试方法 15272068.3混合信号电路功能测试 15209868.3.1测试原理 1564708.3.2测试信号 15266518.3.3测试方法 1528061第9章自动化检测与筛选技术 1598599.1自动化检测系统概述 153159.1.1自动化检测系统的基本构成 15316859.1.2自动化检测系统的工作原理 15233619.1.3自动化检测在电子元器件检测中的应用 16168799.2机器视觉检测技术 16264149.2.1机器视觉检测系统的构成 16290639.2.2机器视觉检测技术的原理 1647169.2.3机器视觉检测在电子元器件检测中的应用 1695699.3自动化设备与仪器 16110769.3.1自动测试设备(ATE) 16159379.3.2自动分拣设备 16134509.3.3自动化装配设备 16113609.3.4在线监测与控制系统 1715224第10章数据处理与分析 172209710.1检测数据采集与处理 172702710.1.1数据采集 17405810.1.2数据预处理 17680010.1.3数据存储与管理 172680710.2质量控制与统计分析 171602310.2.1质量控制 172132810.2.2统计分析 172187910.2.3质量改进 182114710.3检测报告与记录管理 182914010.3.1检测报告 181124510.3.2检测记录管理 182540710.3.3数据安全与保密 18第1章引言1.1概述电子元器件作为现代电子产品的基础,其质量和可靠性直接关系到电子设备的整体功能和稳定性。电子技术的飞速发展,元器件种类繁多,功能各异,对电子元器件的质量控制提出了更高的要求。本章旨在介绍电子元器件检测与筛选手册的基本内容,为电子行业的工程技术人员提供一套系统、实用的元器件质量保障方法。1.2器件检测与筛选的重要性电子元器件的质量直接影响到电子设备的功能、可靠性和寿命。在电子产品的生产过程中,对元器件进行检测与筛选是保证产品质量的关键环节。器件检测与筛选的重要性主要体现在以下几个方面:(1)降低故障率:通过检测与筛选,排除存在潜在缺陷的元器件,降低电子设备的故障率。(2)提高可靠性:选用合格元器件,保证电子设备在规定的工作环境下长期稳定运行。(3)节约成本:避免因元器件质量问题导致的设备维修、更换等额外成本。(4)缩短研发周期:通过筛选合格的元器件,提高研发效率,缩短产品研发周期。1.3检测与筛选的基本流程电子元器件的检测与筛选主要包括以下几个基本流程:(1)制定检测与筛选方案:根据电子元器件的类型、功能、应用领域和可靠性要求,制定相应的检测与筛选方案。(2)样品抽取:从元器件生产批次中抽取一定数量的样品进行检测。(3)检测方法选择:根据元器件的特点和检测要求,选择合适的检测方法,如外观检查、电功能测试、环境试验等。(4)检测设备与工具准备:选用合适的检测设备、仪器和工具,保证检测过程的准确性。(5)检测实施:按照制定的检测方案,对抽取的样品进行各项检测。(6)数据记录与分析:记录检测数据,对不合格品进行分析,找出原因。(7)筛选决策:根据检测结果,对元器件进行筛选,将合格品和不合格品区分开来。(8)反馈与改进:将检测与筛选过程中发觉的问题反馈给元器件供应商,推动产品质量改进。通过以上基本流程,可以保证电子元器件的质量,为电子设备的高功能、高可靠性提供有力保障。第2章电子元器件基础2.1常见元器件类型电子元器件是电子电路中的基本组成单元,其种类繁多,广泛应用于各种电子设备中。本章主要介绍以下几种常见电子元器件:(1)电阻器:电阻器是一种能够对电流产生阻尼作用的被动电子元件,主要有固定电阻器、可调电阻器和电位器等。(2)电容器:电容器是一种能够存储电荷的被动电子元件,主要有陶瓷电容器、电解电容器、薄膜电容器等。(3)电感器:电感器是一种能够对交流电流产生感应作用的被动电子元件,主要包括固定电感器和可变电感器。(4)晶体管:晶体管是一种能够控制电流流动的半导体器件,包括npn型和pnp型晶体管。(5)集成电路:集成电路是将大量电子元器件和连接线路集成在一块半导体材料上的器件,具有体积小、重量轻、功能稳定等优点。(6)传感器:传感器是一种能够将非电学量转换为电学量的装置,如温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。2.2器件的主要参数电子元器件的主要参数是评价其功能的重要指标,以下简要介绍几种常见元器件的主要参数:(1)电阻器:阻值:表示电阻器对电流的阻碍程度,单位为欧姆(Ω)。精度:表示电阻器阻值的准确度,通常以百分比表示。功耗:表示电阻器在正常工作条件下消耗的功率,单位为瓦特(W)。温度系数:表示电阻值随温度变化的程度。(2)电容器:电容值:表示电容器存储电荷的能力,单位为法拉(F)。介质损耗:表示电容器在充放电过程中损耗的能量,通常以百分比表示。工作电压:表示电容器能承受的最大电压,单位为伏特(V)。温度系数:表示电容值随温度变化的程度。(3)电感器:电感值:表示电感器对交流电流的感应能力,单位为亨利(H)。Q值:表示电感器品质因数,即电感器损耗越小,Q值越高。直流电阻:表示电感器在直流工作状态下的电阻值。温度系数:表示电感值随温度变化的程度。(4)晶体管:放大倍数:表示晶体管放大电流的能力。饱和电压:表示晶体管在饱和状态下的导通电压。开关频率:表示晶体管能够进行开关动作的最高频率。(5)集成电路:速度:表示集成电路内部逻辑门翻转速度。功耗:表示集成电路在正常工作条件下的功耗。稳定性:表示集成电路在不同温度、电压等条件下的功能稳定性。2.3器件的质量等级与标准为保证电子元器件的质量,各国制定了一系列标准和规范。以下列举几种常见元器件的质量等级与标准:(1)电阻器:精度等级:按照精度分为标准精度、高精度等。质量等级:按照可靠性分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等。(2)电容器:精度等级:按照电容值精度分为X、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等。质量等级:按照可靠性分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等。(3)电感器:精度等级:按照电感值精度分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等。质量等级:按照可靠性分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等。(4)晶体管:质量等级:按照可靠性分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等。(5)集成电路:质量等级:按照可靠性分为商业级、工业级、军品级等。第3章器件外观检查3.1外观缺陷识别在外观检查环节,首要任务是识别电子元器件表面的各种缺陷。这些缺陷可能影响器件的功能及其在电路中的应用。以下是外观缺陷的识别要点:3.1.1表面污染:检查器件表面是否有污渍、油脂、灰尘等污染物,这些污染物可能导致焊接不良或电气功能下降。3.1.2外观损伤:观察器件表面是否存在裂纹、缺口、变形等损伤,此类损伤可能影响器件的结构强度和电气连接。3.1.3焊接端缺陷:仔细检查器件的焊接端,包括焊盘、引脚等,是否存在氧化、腐蚀、短路等问题。3.1.4标签与标识:确认器件上的标签和标识是否清晰可辨,避免因标识不清导致的误用。3.2尺寸及标识检查在确认外观无缺陷后,需对电子元器件的尺寸和标识进行详细检查,以保证器件符合设计要求。3.2.1尺寸检查:利用卡尺、微米计等工具对器件的尺寸进行测量,包括长度、宽度、高度等,保证其满足规格书上的要求。3.2.2引脚间距和尺寸:检查器件引脚的间距和直径,以保证其与电路板上的焊盘相匹配。3.2.3标识检查:核对器件上的型号、批次号、生产日期等标识信息,以保证信息的准确无误。3.3包装及防护措施包装和防护措施对于保证电子元器件在运输、存储及使用过程中的安全。3.3.1包装检查:检查元器件的包装是否完好,密封功能是否良好,防止因包装破损导致的器件污染或损坏。3.3.2静电防护:对于静电敏感的元器件,需检查其包装是否符合静电防护要求,如使用防静电袋、防静电箱等。3.3.3防潮措施:评估包装内的干燥剂或防潮设施是否有效,保证元器件在湿度控制的环境中存储。3.3.4防震处理:检查包装内是否有足够的缓冲材料,以减轻运输过程中可能产生的震动和冲击,避免器件损伤。第4章电气功能测试4.1基本测试方法本章主要介绍电子元器件电气功能测试的基本方法。基本测试方法包括开路测试、短路测试、连续性测试、绝缘电阻测试等。4.1.1开路测试开路测试用于检测电路中是否存在开路现象,通常使用万用表进行测试。测试时,将万用表置于二极管测试挡位,红、黑表笔分别接在待测元器件的两端,正常情况下,万用表应显示一定的阻值。4.1.2短路测试短路测试用于检测电路中是否存在短路现象,同样使用万用表进行测试。测试时,将万用表置于电阻挡位,红、黑表笔分别接在待测元器件的两端。若万用表显示阻值接近零,则说明该元器件存在短路现象。4.1.3连续性测试连续性测试用于检测电路中元器件的连通性,通常使用万用表的蜂鸣器功能进行测试。测试时,将万用表置于蜂鸣器测试挡位,红、黑表笔分别接在待测元器件的两端。若万用表发出蜂鸣声,则说明元器件连通性良好。4.1.4绝缘电阻测试绝缘电阻测试用于检测元器件之间的绝缘功能,通常使用绝缘电阻测试仪进行测试。测试时,将绝缘电阻测试仪的电极接在元器件的两端,测量其绝缘电阻值。绝缘电阻值应大于一定标准值,以保证元器件的绝缘功能合格。4.2电阻、电容和电感测试4.2.1电阻测试电阻测试是检测电阻器、电位器等元器件的主要方法。使用万用表进行测试,将万用表置于电阻挡位,红、黑表笔分别接在元器件两端,读取阻值并与标称值进行对比。4.2.2电容测试电容测试用于检测电容器的容量。使用万用表进行测试,将万用表置于电容测试挡位,红、黑表笔分别接在电容器两端,读取电容量并与标称值进行对比。4.2.3电感测试电感测试用于检测电感器的电感值。使用万用表进行测试,将万用表置于电感测试挡位,红、黑表笔分别接在电感器两端,读取电感值并与标称值进行对比。4.3半导体器件测试4.3.1二极管测试二极管测试主要用于检测二极管的导通功能和反向饱和电压。使用万用表进行测试,将万用表置于二极管测试挡位,红、黑表笔分别接在二极管两端,正常情况下,正向导通,反向截止。4.3.2晶体管测试晶体管测试包括检测晶体管的放大功能和开关功能。通常使用晶体管测试仪进行测试,通过测量晶体管的输入阻抗、输出阻抗和电流放大倍数等参数,判断晶体管的好坏。4.3.3集成电路测试集成电路测试主要用于检测集成电路的功能和功能。通常采用信号发生器、示波器等设备,对待测集成电路施加特定的信号,观察输出信号是否符合预期,以判断集成电路的好坏。通过本章的学习,读者可以掌握电子元器件电气功能测试的基本方法,为后续的元器件筛选工作提供依据。第5章焊接功能检测5.1焊接质量评价5.1.1焊接质量标准本节主要介绍焊接质量评价所依据的标准,包括国际电工委员会(IEC)标准、美国军用标准(MIL)以及我国相关电子行业标准等。5.1.2焊接外观检测焊接外观检测是评估焊接质量的重要手段。本节将详细阐述焊接外观检测的方法、工具及其相关技术要求。5.1.3焊接内部缺陷检测本节主要介绍焊接内部缺陷的检测方法,如X射线检测、超声波检测等,并对各种焊接缺陷进行分类描述。5.1.4焊接质量统计分析对焊接质量进行统计分析,有助于找出焊接过程中存在的问题,从而提高焊接质量。本节将介绍焊接质量统计分析的方法和工具。5.2焊点可靠性测试5.2.1焊点可靠性测试方法本节将介绍常见的焊点可靠性测试方法,包括推力测试、剪切测试、拉力测试等,并对各种测试方法的优缺点进行分析。5.2.2焊点可靠性评价标准本节主要阐述焊点可靠性评价的标准,包括测试结果的数据处理、评价指标的选取等。5.2.3焊点可靠性测试案例分析通过具体案例,分析焊点可靠性测试在实际工程中的应用,以帮助读者更好地理解焊点可靠性测试的方法和过程。5.3无铅焊接技术5.3.1无铅焊接材料本节将介绍无铅焊接技术的关键材料,包括无铅焊锡、助焊剂、焊膏等,并对各类材料的特点进行阐述。5.3.2无铅焊接工艺本节主要阐述无铅焊接的工艺过程,包括焊前处理、焊接、焊后处理等环节,并对无铅焊接过程中可能出现的问题进行分析。5.3.3无铅焊接质量检测本节将介绍无铅焊接质量检测的方法和设备,并对无铅焊接的质量要求进行说明。5.3.4无铅焊接的可靠性评估针对无铅焊接的可靠性评估,本节将介绍评估方法、指标及无铅焊接与有铅焊接在可靠性方面的差异。第6章环境适应性测试6.1温度测试6.1.1测试目的温度测试旨在评估电子元器件在不同温度条件下的功能稳定性及可靠性,保证其在规定的工作温度范围内正常工作。6.1.2测试方法采用恒温试验箱进行温度测试,将待测电子元器件放置在试验箱内,分别进行高温、低温及温度循环试验。6.1.3测试标准参照相关国家标准或行业标准进行温度测试,测试过程中需严格控制温度变化速率、稳定时间和温度偏差。6.1.4测试结果分析分析测试过程中电子元器件的功能参数变化,评估其在不同温度条件下的适应性。6.2湿度测试6.2.1测试目的湿度测试旨在评估电子元器件在潮湿环境下的功能稳定性及抗腐蚀能力,以保证其在实际应用中的可靠性。6.2.2测试方法采用恒温恒湿试验箱进行湿度测试,对待测电子元器件进行高温高湿、低温低湿及湿度循环试验。6.2.3测试标准参照相关国家标准或行业标准进行湿度测试,严格控制湿度变化速率、稳定时间和湿度偏差。6.2.4测试结果分析分析测试过程中电子元器件的功能参数变化,评估其在不同湿度条件下的适应性。6.3机械应力测试6.3.1测试目的机械应力测试旨在评估电子元器件在受到振动、冲击等机械应力作用时的可靠性及抗振能力。6.3.2测试方法采用振动试验台和冲击试验机进行机械应力测试,对待测电子元器件进行定频振动、扫频振动、冲击等试验。6.3.3测试标准参照相关国家标准或行业标准进行机械应力测试,严格控制振动频率、振动幅度、冲击高度等参数。6.3.4测试结果分析分析测试过程中电子元器件的功能参数变化,评估其在不同机械应力条件下的适应性。第7章可靠性筛选7.1高加速寿命测试(HALT)7.1.1概述高加速寿命测试(HighAcceleratedLifeTesting,HALT)是一种通过在短时间内对电子元器件施加极端环境应力,以快速评估其潜在缺陷和寿命特性的测试方法。本章将详细介绍HALT的原理、实施步骤及注意事项。7.1.2HALT原理HALT基于加速寿命试验理论,通过对电子元器件施加温度、湿度、振动、冲击等应力,使潜在缺陷迅速暴露,从而在较短时间内评估产品的可靠性。7.1.3HALT实施步骤(1)确定测试项目:根据产品特点,选择合适的应力类型和应力水平;(2)制定测试计划:确定应力施加的顺序、持续时间和间隔;(3)进行测试:按照测试计划,对产品施加应力,同时监测产品功能;(4)结果分析:分析测试过程中暴露的缺陷,评估产品的可靠性。7.1.4HALT注意事项(1)测试应力应充分高于产品正常使用条件,以保证潜在缺陷的快速暴露;(2)测试过程中,应实时监测产品功能,保证测试数据的准确性;(3)对于不同类型的产品,应选择合适的HALT方案。7.2高加速应力筛选(HASS)7.2.1概述高加速应力筛选(HighAcceleratedStressScreening,HASS)是一种在产品生产过程中,对产品进行可靠性筛选的方法。本章将介绍HASS的原理、实施步骤及注意事项。7.2.2HASS原理HASS通过对产品施加低于HALT的应力水平,筛选出产品中的潜在缺陷,以提高产品的可靠性。HASS的应力水平通常设定为产品正常使用条件的数倍。7.2.3HASS实施步骤(1)确定筛选应力:根据产品特点,选择合适的应力类型和应力水平;(2)制定筛选计划:确定应力施加的顺序、持续时间和间隔;(3)进行筛选:按照筛选计划,对产品施加应力,同时监测产品功能;(4)结果分析:分析筛选过程中发觉的缺陷,对产品进行可靠性评估。7.2.4HASS注意事项(1)筛选应力水平应适当,以保证既能筛选出潜在缺陷,又不会对产品造成过度损伤;(2)筛选过程中,应实时监测产品功能,保证筛选效果;(3)针对不同产品,调整筛选应力类型和水平。7.3筛选策略与流程7.3.1筛选策略(1)根据产品特点,选择合适的筛选方法(HALT或HASS);(2)制定合理的筛选计划,保证筛选效果;(3)对筛选过程中发觉的缺陷进行分类,以便对产品进行针对性的改进;(4)持续优化筛选策略,提高产品可靠性。7.3.2筛选流程(1)产品设计阶段:确定筛选要求,制定筛选方案;(2)产品生产阶段:实施筛选,监测产品功能;(3)产品验收阶段:对筛选结果进行分析,评估产品可靠性;(4)产品使用阶段:根据筛选结果,制定维修和保养策略。第8章功能性检测8.1数字电路功能测试8.1.1测试原理数字电路功能测试主要基于逻辑功能验证,通过输入预定义的测试向量,观察输出响应是否符合预期。本节将介绍数字电路功能测试的基本原理、测试向量及测试方法。8.1.2测试向量测试向量是功能测试的核心,应根据被测电路的逻辑功能、输入输出关系及故障模型进行设计。本节将介绍测试向量的方法,包括基于布尔方程、卡诺图及故障模型的测试向量。8.1.3测试方法本节将介绍数字电路功能测试的常用方法,包括静态测试、动态测试和等效测试。静态测试主要针对电路的逻辑功能进行验证;动态测试关注电路在实际工作条件下的功能;等效测试则通过模拟实际应用场景进行测试。8.2模拟电路功能测试8.2.1测试原理模拟电路功能测试旨在验证电路在实际工作条件下的功能参数,包括增益、带宽、线性度等。本节将介绍模拟电路功能测试的基本原理,以及测试信号、测试设备的选择。8.2.2测试信号本节将介绍模拟电路功能测试中常用的测试信号,包括直流信号、正弦波信号、脉冲信号等。同时对测试信号的幅值、频率、相位等参数进行说明。8.2.3测试方法本节将介绍模拟电路功能测试的常用方法,包括开环测试、闭环测试、参数测试和特性曲线测试。开环测试主要针对电路的增益、带宽等参数进行验证;闭环测试关注电路在实际工作条件下的功能;参数测试和特性曲线测试用于评估电路的非线性特性。8.3混合信号电路功能测试8.3.1测试原理混合信号电路功能测试结合了数字电路和模拟电路的测试方法,旨在验证电路中数字和模拟部分之间的交互作用。本节将介绍混合信号电路功能测试的基本原理,以及测试信号、测试设备的选择。8.3.2测试信号本节将介绍混合信号电路功能测试中常用的测试信号,包括数字信号、模拟信号和混合信号。同时对测试信号的幅值、频率、相位等参数进行说明。8.3.3测试方法本节将介绍混合信号电路功能测试的常用方法,包括数字模拟交互测试、模拟数字交互测试和整体功能测试。数字模拟交互测试关注数字和模拟部分之间的交互作用;模拟数字交互测试则关注模拟和数字部分之间的功能影响;整体功能测试则对整个电路进行综合验证。第9章自动化检测与筛选技术9.1自动化检测系统概述自动化检测系统在现代电子制造业中发挥着重要作用,它通过采用先进的自动化技术,实现对电子元器件功能和质量的快速、准确检测。本节将对自动化检测系统的基本构成、工作原理及其在电子元器件检测中的应用进行概述。9.1.1自动化检测系统的基本构成自动化检测系统主要由传感器、执行器、控制器、数据采集与处理单元、人机交互界面等组成。各部分协同工作,实现对电子元器件的自动检测。9.1.2自动化检测系统的工作原理自动化检测系统通过传感器采集被测电子元器件的相关信息,经过数据采集与处理单元进行分析,再由控制器根据预设的判定标准进行判断,最后

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