电连接器信号瞬断故障监测系统的设计

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2026.09.002

电器与能效管理技术 ›› 2026, Vol. 0 ›› Issue (9): 11-16.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2026.09.002

电连接器信号瞬断故障监测系统的设计

陈泓成, 张超, 廖钰琛, 张寅楠, 何育斌, 任万滨

哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院, 黑龙江哈尔滨 150001

收稿日期:2026-05-12 出版日期:2026-09-30 发布日期:2026-10-16
作者简介:陈泓成(2004—),男,硕士研究生,研究方向为连接器瞬断机理与检测技术。|张超(1993—),男,助理研究员,研究方向为电接触理论与工程应用。|廖钰琛(2002—),男,硕士研究生,研究方向为连接器电性能测试与评价技术。
基金资助:
国家自然科学基金项目(52407166);航空科学基金项目(ASFC-20240002077001)

Design of Signal Intermittent Fault Monitoring System for Electrical Connectors

Chen Hongcheng, Zhang Chao, Liao Yuchen, Zhang Yinnan, He Yubin, Ren Wanbin

School of Electrical Engineering and Automation, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China

Received:2026-05-12 Online:2026-09-30 Published:2026-10-16

摘要/Abstract

摘要：

振动、冲击、温变等应力环境易使电连接器出现信号瞬断失效现象。为精准评估环境应力水平对电连接器可靠性的影响,提出了集成8路接触电阻与瞬断故障信号连续监测于一体的系统架构。设计的四线法测量电路可实现1 mΩ~10 Ω的电阻精准测试与高速采集,设计的基于现场可编程门阵列(FPGA)的瞬断监测电路可实现低至100 ns的瞬断时间精准捕捉。系统具有多通道独立采集、同步传输与并行解析的特色。测试结果表明,开发的监测系统能够满足电连接器可靠性试验评估及失效机理研究的需求。

关键词: 电连接器, 接触电阻, 连续监测, 瞬断故障

Abstract:

Electrical connectors are highly susceptible to signal intermittent faults under stress environments such as vibration,shock,and temperature variation.Therefore,to accurately evaluate the influence of environmental stress levels on the reliability of electrical connectors,a system architecture integrating continuous monitoring of 8-channel contact resistance and intermittent fault signals is proposed.The designed four-wire measurement circuit enables accurate measurement and high-speed acquisition of resistance in the range of 1 mΩ to 10 Ω,and the designed FPGA-based intermittent fault monitoring circuit enables precise capture of intermittent fault events with a minimum duration of 100 ns.The proposed system is characterized by independent acquisition,synchronous transmission,and parallel analysis of multi-channel signals.Test results demonstrate that the developed monitoring system can meet the requirements of reliability test evaluation and failure mechanism research of electrical connectors.

Key words: electrical connector, contact resistance, continuous monitoring, intermittent fault

中图分类号:

TM503.5

陈泓成, 张超, 廖钰琛, 张寅楠, 何育斌, 任万滨. 电连接器信号瞬断故障监测系统的设计[J]. 电器与能效管理技术, 2026, 0(9): 11-16.

Chen Hongcheng, Zhang Chao, Liao Yuchen, Zhang Yinnan, He Yubin, Ren Wanbin. Design of Signal Intermittent Fault Monitoring System for Electrical Connectors[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2026, 0(9): 11-16.

图/表 10

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

图8

图9

表1

参考文献 16

[1]	韩乙铖, 孟圆, 张超. 连接器接触件机械磨损失效机理的实验研究[J]. 电器与能效管理技术, 2024(3):60-65.
[2]	朱宁, 翟国富. 电连接器高温振动失效仿真研究[J]. 电器与能效管理技术, 2024(7):79-86.
[3]	Song J, Shukla A, Probst R. Advances in evaluation of state of health of electrical connectors[C]// 2023 IEEE 68th Holm Conference on Electrical Contacts:HOLM 2023.Seattle,Washington,USA, 2023:1-9.
[4]	骆燕燕, 陈月港, 王永鹏, 等. 随机振动下电连接器微动磨损试验与性能退化模型[J]. 兵器装备工程学报, 2024, 45(8):34-44.
[5]	GJB 1217A-2009 电连接器试验方法[S].
[6]	ANSI/EIA-364-23E-2024 Low level contact resistance test procedure for electrical connectors and sockets[S].
[7]	Ginar A E, Ali I N, Goldin J W, et al. Sensing and characterization of EMI during intermittent connector anomalies[C]// 2012 IEEE Aerospace Conference.Big Sky,Montana,USA, 2012:3993-3999.
[8]	刘涛, 宗艳艳, 王乾辉, 等. 基于差分绕线理论的低成本多通道信号完整性检测设计[J]. 电子技术应用, 2023, 51(8):111-116.
[9]	邓锐, 魏武. 连接器接触瞬断监测技术与方法[J]. 电子产品可靠性与环境试验, 2016, 34(5):42-46.
[10]	屈仁超. 一种具有1 μs检测能力的瞬断时间检测仪:中国,CN206740894U[P].2017-12-12.
[11]	ASTM B854-98(2022) Standard guide for measuring electrical contact intermittences[S].
[12]	Cheng X, Lyu K, Wang L, et al. Arc discharge in connector components and its application in intermittent fault diagnosis[C]// 2025 8th International Conference on Energy,Electrical and Power Engineering (CEEPE 2025).Wuxi,China, 2025:951-955.
[13]	骆燕燕, 武雄伟, 田亚超, 等. 冲击环境下电连接器接触性能瞬态特性研究[J]. 失效分析与预防, 2018, 13(2):73-78.
[14]	Li H, Yong Z, Liu G. Electrical connector damage state identification based on intermittent fault signal analysis[C]// 2023 6th International Conference on Energy,Electrical and Power Engineering (CEEPE 2023).Guangzhou,China, 2023:1115-1121.
[15]	刘琦, 郁大照, 王琳. 电连接器接触件微动磨损有限元仿真分析[J]. 海军航空大学学报, 2021, 36(2):165-172.
[16]	Meng Y, Ren W, Zhang C. Investigation on intermittent failure phenomenon of electrical connectors under repetitive mechanical insertion and withdrawal operations[J]. IEEE Transactions on Components,Packaging and Manufacturing Technology, 2022, 12(9):1533-1541.

示波器测得的瞬断时长/ns	监测系统捕捉的瞬断时长/ns	相对误差率/%
99.97	93.82	6.20
347.59	343.61	1.10
887.02	882.48	0.50

电连接器信号瞬断故障监测系统的设计

Design of Signal Intermittent Fault Monitoring System for Electrical Connectors

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 10

参考文献 16

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	孙立志, 张超, 任万滨. 线束端子压接成形过程与接触电阻的仿真分析[J]. 电器与能效管理技术, 2026, 0(3): 10-16.
[2]	肖家忍, 刘文盛, 庄娘设. 一种开关电器接触电阻温度系数确认方法[J]. 电器与能效管理技术, 2025, 0(9): 67-70.
[3]	吴承创, 周宇, 张超, 任万滨. 考虑触点粗糙表面特征的接触电阻仿真分析方法[J]. 电器与能效管理技术, 2025, 0(3): 6-10.
[4]	杨昕宇, 吴承创, 何育斌, 张超, 任万滨. 连续通电条件下触桥结构继电器接触电阻退化机理研究[J]. 电器与能效管理技术, 2025, 0(2): 1-5.
[5]	朱宁, 翟国富. 电连接器高温振动失效仿真研究[J]. 电器与能效管理技术, 2024, 0(7): 79-86.
[6]	韩乙铖, 孟圆, 张超, 任万滨. 连接器接触件机械磨损失效机理的实验研究[J]. 电器与能效管理技术, 2024, 0(3): 60-65.
[7]	何伟, 姬华, 巩烨霖. 交流接触器载流能力提升研究与试验[J]. 电器与能效管理技术, 2024, 0(1): 56-59.
[8]	孟欣, 孙其海, 于春风, 张元峰. 飞机接触器触头状态恶化机理分析与维护研究[J]. 电器与能效管理技术, 2023, 0(7): 30-35.
[9]	乔青云, 王召斌, 刘百鑫, 陈康宁. 基于WOA-SVM模型的电磁继电器贮存寿命预测研究[J]. 电器与能效管理技术, 2023, 0(2): 1-5.
[10]	陈康宁, 王召斌, 李朕, 乔青云. 基于萤火虫算法优化的改进灰色模型的弹用继电器贮存寿命预测方法[J]. 电器与能效管理技术, 2022, 0(4): 1-5.
[11]	戴罡, 郭乔根, 陈红, 王宇枭, 杨全兵. 铜母排搭接方案研究与实验验证[J]. 电器与能效管理技术, 2022, 0(12): 46-54.
[12]	张月, 周学, 王旭, 翟国富. 连接器插针镍镀层表面磁控溅射制备及性能研究[J]. 电器与能效管理技术, 2022, 0(12): 8-12.
[13]	赵紫恩, 张超, 任万滨. 电磁继电器触簧系统回路电阻的仿真分析[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(9): 56-61.
[14]	孟圆, 任万滨. 电连接器特性参数原位分析系统的设计[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(8): 31-35.
[15]	计新华, 郑彬, 张杰, 赵青青. 交流接触器电寿命失效问题分析及验证[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(4): 59-62.