Servicii - Masuratori electrostatice

  • Rezistenta/Rezistivitate
  • Disipare electrostatica
  • Ecranare electrostatica
  • Susceptibilitate la ESD

Masurate conform cu standardul SR EN 1149 – 1 echivalentul european EN si cu toate standardele de testare ale Asociatiei ESD (ANSI/ESDA STM 4.1, 11.11, 11.12, 11.13), ASTM (D-257, D-991 si F-150), NFPA (99 si 77) plus masuratorile electrostatice IEC. Produsele finite, planare, non-planare, lichide si pulberi sunt masurate folosind dispozitive de fixare la standarde industriale. Rezistivitatea, unde este cazul, se calculeaza folosind dimensiunile electrozilor si o proba test.

Aparatul folosit de LI este modelul 152 „Surface Resistance ” de la firma Trek SUA. Aparatul de masurat rezistenta Trek Model 152 este construit pentru masurarea cu precizie a rezistentei superficiale in cazul unei largi varietati de materiale conductoare, disipative si izolatoare. Modelul 152 foloseste o metoda de masurare conforma cu standardul EN 1149-1 si cu standardele Asociatiei ANSI/ESD pentru masurarea rezistentei superficiale si rezistivitatii superficiale, inclusiv pe cele STM2.1 pentru confectii, STM4.1 pentru suprafete de lucru, STM7.1 pentru platelaj, STM11.11 pentru materiale planare, STM11.13 pentru masurarea rezistentei in doua puncte.

Modelul 152 are o precizie exceptionala de masurare si un camp larg de valori masurate de la 103 pana la 1012 ohm folosind probele/sondele punct-cu-punct sau proba/sonda de rezistenta in doua-puncte, si de la 104 pana la 1014 ohm/patrat folosind proba/sonda cu inele concentrice. Valorile masurate ale rezistentei si rezistivitatii sunt prezentate clar pe un ecran LCD cu contrast inalt folosind notatia stiintifica.

Modelul 152 Trek – cu inele concentrice Model 152 AP Trek pentru masurare a rezistentei in 2 puncte
Model 152 Trek in pozitia de masurare

In LI disiparea electrostatica se masoara conform standardului SR EN 1149-3/2006 si echivalentul european EN 1149-3/2004. Sunt descrise două metode de încercare referitoare la măsurarea vitezei de disipare a sarcinii electrostatice a materialelor pentru îmbrăcăminte, adică atenuarea sarcinii. În ambele cazuri, sarcina este controlată prin observarea câmpului electrostatic. Principala diferenţă între metode ţine de tehnica utilizată pentru generarea sarcinii electrostatice. Sarcina triboelectrică se bazează pe sarcina generată atunci când două materiale intră în contact, exercită o frecare reciprocă şi apoi se separă. Sarcina prin inducţie implică un electrod amplasat sub suprafaţa de încercare care este ridicată la un potenţial definit. Sarcina indusă pe materialul de încercat influenţează câmpul rezultant, observat cu ajutorul unei sonde de măsurare a câmpului amplasată dedesubtul suprafeţei de încercare.

Dispozitivul folosit pentru incarcarea triboelectrica a materialelor este cel indicat de standardul SR EN 1149-3.

Fig 6a: Vedere laterala Fig 6b: Vedere din fata
Fig 6: Tije cilindrice montate pe un culisor pentru metoda de încercare cu încărcare triboelectrică. Legenda: 1 Tijă cilindrică; 2 A doua tijă cilindrică; 3 Culisor; 4 Bară de ghidare
Figura 7:Exemplu de echipament pentru metoda cu încărcare triboelectrică: 1 Aparat de măsurare camp electric; 2 Clemă de strângere fixă; 3 Epruvetă de încercare; 4 Poyiţie de pornire a culisorului; 5 Culisor în poyiţie finală; 6 Bară de ghidare; 7 Dispoyitiv de tensiune (clemă de strângere încărcată); 8 Tije cilindrice.

Aparatul folosit pentru masurarea intensitatii campului electric este Model 156 A.

Informatii generale

Aparatul este electronic, se bazeaza pe principiul inductiei electrostatice, are multiple facilitati si corespunde, din punct de vedere al caracteristicilor, cerintelor impuse de standard, si anume:
  • domeniu: cel putin de la 1kV/m pana la 200 kv/m
  • rezolutie: <= 1 kV/m
  • timp de raspuns: <= 10 ms
  • abaterea punctului de zero: +- 5 kV/m
  • iesire pentru aparatul de inregistrare (osciloscop si calculator): da
Fig. 8: Aparatul model 156 A Trek in pozitia de masurar

Ecranarea electrostatica se masoara conform standardului SR EN 1149-3.

Principiul de masurare

Epruveta se încarcă printr-un efect de inducţie. Un electrod de câmp este amplasat exact sub epruveta dispusă onizontal, fără niciun contact între ele. Electrodul de câmp este supus la o tensiune de şoc ridicată. Dacă epruveta este conductoare sau conţine elemente conductoare atunci se realizează pe eşantion o sarcină de polaritate opusă la electrodul de câmp. Câmpul electrodului de câmp care afectează elementele conductoare nu traversează epruveta, iar câmpul care rezultă se reduce într-un anumit mod care este caracteristic materialului supus la încercare. Acest efect se măsoară şi se semnalează în spatele epruvetei cu ajutorul unei sonde corespunzătoare de măsurare a câmpului.

Câmpul rezultat semnalat de sonda de măsurare scade pe măsură ce cantitatea de sarcină indusã pe epruvetă creşte. Această reducere de câmp conduce la determinarea timpului de înjumătăţire a sarcinii şi coeficientului de protecţie. Dispozitivul utilizat este cel indicat de standard (Fig. 9 si Fig. 10).

Figura 9: Dispozitiv de încercare pentru metoda de încărcare prin inducţie: 1 Amplificator de sarcină; 2 Dispozitiv de înregistrare; 3 Sondă de măsurare a câmpului; 4 Inel de gardă; 5 Inel de strângere a epruvetei; 6 Epruvetă de încercat; 7 Inel de susţinere; 8 Electrod de camp; 9 Generator de tensiune;
Figura 10 – Încărcare prin inducţie (metodă de încercare) dimensiuni electrod de camp, sondă de măsurare a câmpului, inel de strângere a epruvetei şi distanţe: 1 Sondă de măsurare a câmpului; 2 Inel de gardă; 3 Inel de strângere epruvetă; 4 Epruvetă de încercat; 5 Inel de susţinere; 6 Electrod de camp; 7 Conexiune electrică la generatorul de tensiune; 8 Conexiune electrică la amplificatorul de sarcină

Metoda de incercare

Emax — intensitatea câmpului electric indicată pe dispozitivul de înregistrare în absenţa epruvetei (kV/m);

ER — intensitatea maximă a câmpului electric indicată pe dispozitivul de înregistrare cu epruveta în poziţie de măsurare

Timp de înjumătăţire a sarcinii t50 - timpul în care intensitatea indicată a câmpului atinge valoarea de atenuare Emax/2 (s)

Coeficient de protecţie S - raportul dintre Emax şi ER calculat în modul următor: S=1-ER/Emax

Evalueaza sensibilitatea la descarcare electrostatica (ESD) a componentelor electronice, a sistemelor si dispozitivelor non-electronice. Se folosesc simulatoare ESD configurate cu Human Body Model (Modelul de Corp Uman) (HBM), Machine Model (Modelul Aparat) (MM) sau retelele de descarcare IEC61000-4-2 pentru a aplica impulsuri ESD Dispozitivului de Testat (DUT) prin Mil Std 883, ANSI/ESDA STAM-1 & 2 plus IEEE, JEDEC, EIA si alte standarde similare. Testarea se realizeaza de la <±5 pana la 30,000 de Volti.

;
Fig. 11: Simulator Sistem ESD

Simularea ESD (Componente): Efectuata utilizand HBM (Modelul Corp Uman) la voltaje de la <±5 la 8,000 de Volti sau MM pana la ±2000V. Se aplica descarcari simple sau multiple la combinatii de pini definite cu voltaje incrementate in trepte pana cand apar deteriorari sau erori. Inainte si dupa testare se folosesc teste de rezistenta simpla sau alte teste functionale pentru a determina functionalitatea DUT. Dispozitivele pot fi deasemenea expuse la protocoale ESD definite si apoi returnate clientului pentru analiza.

Simularea ESD (Sisteme): Simulatoarele ESD determina posibile puncte de avarie si nivele de sensibilitate la tensiune. Pot fi configurate cu retele fie tip HBM fie IEC pana la ±30kV si cu retel MM sau CDM pana la ±6kV. Materialele non-electronice sau produsele care pot fi afectate advers de ESD sunt evaluate folosind retelele de descarcare mentionate mai sus, sau alte retele customizate cu capacitanta de pana la 0.5µf si rezistenta pana la 0 Ohmi. Se aplica limitari voltaj/capacitanta.

Echipamente

Laboratorul foloseste echipamentul ESDC 30 ESD, de la firma Compliance Instruments AsS Danemarca, cu urmatoarele caracteristici conform IEC 61000-4-2 si IEC 801-2 (1991):

  • Tensiunea de descarcare in aer: 0.5-15 kV, in trepte 0.1 kV;
  • Tensiunea de descarcare prin contact: 0.5-8 kV, in trepte 0.1 kV;
  • Polaritatea: pozitiva si negativa;
  • Toleranta de tensiune: <5%, 0.5-2 kV; <3%, 2.0-15 kV;
  • Reteaua de descarcare: 330 ohm/150 pF, <10%;
  • Varfuri de descarcare: varf ascutit pentru contact si varf rotunjit pentru descarcarea in aer conform IEC. Interschimbabil, montare prin mufa. Detectare automata a tipului de descarcare la varf;
  • Durata de mentinere: >5 sec;
  • Timp real: 0.7-1.0 ns cu varf in contact conform IEC;
  • Declansarea: buton de declansare. De asemenea este posibila declansarea ESDP 33;
  • Forma: forma de pistol ergonomic de mana cu montura de ¼ inch pentru trepied;
  • Greutatea: 440 g (0.971b)