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测试设备行业对各种开关和人机界面的需求

2019-05-17来源: EEWORLD作者: Mike Bolduc, C&K 环球营销经理关键字:测试  人机界面

随着全球技术领域的迅猛发展, 我们拥有比以往任何时候都要复杂的电子系统 ─ 在家中, 在办公室里, 在工厂和公共场所内 ─ 它们的身影无处不在。虽然这些系统在尺寸、规模和功能上千差万别, 但它们都有一个共同点:需要进行测试。它们在实验室的设计阶段要测试, 设备使用后出现故障时需要测试, 而定期校准和维护也离不开测试。

 

因此, 全球目前有各类测试设备应对各种日常应用技术;有些类型的设备应用于实验室环境, 而有些测试设备则设计成面向现场测试应用的便携式设备。所有这些测试设备多多少少都需要通过开关执行各项功能, 设备多样性催生了对开关的各种需求。

 

该篇技术文章中, C&K 将探讨测试设备行业某些发展趋势, 以及如何选择和使用开关。

 

测试设备市场

 

不出所料,市场研究公司MarketsandMarkets最近发布的一项报告显示, 测试设备市场规模巨大, 2018 年市场总值约为 257 亿美元。预计该市场复合年增长率高达 3.9%, 到 2024 年市场总值预计将达到 323 亿美元。研究表明, 此种增长主要得益于汽车、航空航天、电信、半导体、工业和医疗等多种终端产品测试需求的增加。


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图1:MarketsandMarkets  最近发布的分析报告显示, 测试设备行业呈现长期增长趋势

 

报告显示, 医疗保健是推动该行业增长的应用领域之一, 主要是因为医院新设备的开发以及患者监测系统和其他家居医疗设备需求量的增加。随着该领域技术的快速发展, 汽车行业对测试设备的需求也显着增长, 因为越来越多的技术被运用到我们所驾驶的车辆中。

 

测试设备中开关的使用

本质上讲, 测试设备是一个涵盖范围极广的领域, 从需要占用整个房间(甚至更大)的台式设备和系统到便携性极强可以实地使用胡的小型设备 ─ 无所不包。为满足所有市场需求, 测试设备需要采用各种类型的开关;与此同时, 测试设备中各种类型开关的使用进一步扩大了该需求。

 

几乎所有的测试设备开关都可分为两大类 ─ 电源开关和人机界面 (HMI) 开关。电源开关控制系统电源, 其在各种设备上的电源控制功能并无明显差别, 但不同的设备制造商可能会采用不同的开关。有些设备的电源开关可能是滑动开关, 有些设备可能会使用钮子开关, 而其他设备则可能使用闭锁按动开关。在某些情况下可以使用简单的瞬时按动开关连同闭锁逻辑来控制系统电源。

 

如果有大量的电源开关可供选择, 那么测试设备中人机界面的开关种类将会多的令人难以置信。从菜单选项选择的按动开关(通常配有文本或图形显示), 到用于配置设备的内部开关, 或用于启动测试序列的简单按动开关 ─ 人机界面开关应用范围非常广泛。

 

除开关功能之外, 设备类型和工作环境通常也是决定许多开关需求方面的因素。某些开关参数几乎对所有类型的测试设备都通用, 而其他参数则取决于特定应用和环境条件。可靠性是测试设备中人机界面应用对所有开关的一项基本要求。测试设备一般都比较昂贵;倘若价格较低的开关发生故障, 会导致该设备在修复之前无法正常使用;如果关键设备无法被修复, 还会产生其他后果。因此, 开关寿命周期必须在一定程度上比预期使用寿命长一些 ─ 这点很重要, 因为测试设备的有效使用寿命通常为 8 至 10 年。

 

设备使用的环境也决定开关的不同。关于这个方面, 可将测试设备划分为室内(如实验室)测试设备和用于其他环境测试设备。简单来讲, 主要还是台式设备和便携式设备的区别。

 

台式设备运行环境十分明确, 而便携式设备则会受到各种条件的影响 ─ 其中许多条件都会影响开关的应用要求。例如, 潮湿或腐蚀性环境需要作特别考量, 以确保开关的较长寿命。因为这种环境下, 空气会腐蚀开关触点, 导致性能退化。在电力应用领域, 经常使用开关可以利用电弧产生的热量对触点进行清洁。但是, 测试设备人机界面开关大多数情况下都需要低电平信号, 可能需要使用专门的触点镀层, 例如:采用厚度较大的金镀层避免氧化和腐蚀问题。  

 

通常而言, 便携式测试仪器尺寸要小于台式设备所用检测仪器, 这就导致了更少的人机界面空间;因此, 此类应用必须使用尺寸更小的开关 ─ 包括其在面板上占用的空间以及前面板后侧(安装密集的电子元件)所需空间。便携式设备会被摔落的可能性也会(应该)影响开关类型的选择 ─ 必须确保长起动器不会摔断。

 

恶劣运行环境不仅会直接影响开关, 还会以其他方式产生间接影响。测试设备操作人员可能穿着御寒装备、手套或其他个人防护装备 (PPE), 加大小型开关操作难度。此种情况下, 由于手指触感相对较不敏感, 使得按压开关和按钮力度较大, 同时操作人员无法感受到触觉反馈, 造成开关操作力度进一步增大, 因此必须选用结实耐用的开关。

除电气功能之外, 开关很大程度上影响着使用者对仪器的感受。开关操作时的感觉和声音(即「触觉」)在用户对设备本身的印象方面发挥着重要作用。如果「触觉」体验不佳, 即使是内在制作精良的的开关也会给人留下「低端」印象, 这可不是价值数千美元的仪器该有的。

 

另外, 开关触觉也是一种工具, 设计师可以利用开关设计出更加直观的人机界面。一旦选择了正确的开关, 用户在操作时便可得到即时的反馈, 即输入信息已接收。这在正常运行过程中比较重要, 但当仪器工作环境光线较弱时, 这可能只是一种基本功能, 用于帮助用户确定已正确按下开关。

 

测试设备应用开关类型示例

 

向微控制器输入指令是人机界面最常见的功能之一, 而且可能是一种固定功能, 或者是软菜单中的选择项(如果开关设置在显示器旁边的话)。此项操作通常由瞬时按动开关完成, 例如:C&K 的 8020 系列。该系列的多功能开关专门用于印刷电路板或面板安装, 支持各类起动器按钮, 可根据需要定制人机界面。对于要求更高的应用环境, 该系列开关还提供镀金触点, 而且可与环氧密封安装相兼容。

 

在便携应用领域, EP 系列按动开关因其小巧的外形和多样的安装方式(包括表面安装以及卷带和卷盘封装)而备受青睐。与 8020 系列相同的是, EP 系列提供低电阻触点, 特别适合小信号应用, 而且可在需要时提供金镀层。

 

在需要闭锁功能的应用环境中, 钮子开关操作简便, 并能提供包括多极和多位置在内的各种开关组合。C&K 的 7000 系列提供这种开关以及 25 种起动器、12 种套管选项和超过 25 种端接选项, 使其成为测试设备人机界面领域里用途最广泛的开关解决方案之一。

 

对于易受到液体或水分影响的应用, 使用全密封开关可确保其长期运行。KSC 系列轻触开关包含 10 种不同的类型, 可提供各种操作力、起动器、安装和触点材料选择, 以及提供符合 IP67 标准的全密封设计。

 

专业测试应用环境中可能存在危险电压, 开关的使用可以确保安全。C&K 的 TL 系列是一种装有配套硬件的门联锁开关, 应用于工业外壳时可确保外壳打开前系统 100% 的安全性。

 

总结

 

人机界面是许多系统的重要组成部分, 由于它影响着用户在使用设备时的体验, 所以尤其重要。由于适用的测试设备类型多样, 因此需使用各类开关满足多种功能要求。另外这种需求被强化, 因为开关产品还要适应各种运行环境 ─ 从影响相对较小的实验室到易受天气和其他危害(如液体泄漏)影响的便携应用环境, 无所不包。

 

除了要根据应用条件或为全部测试设备选择适当的开关之外, 设计师还需要花费同样的心思选择正确的供应商。整个产品系列的共性可以增强人机界面, 为此需要优先考虑标准产品门类齐全、选项涵盖面广以及具备相应定制设计能力的供应商。

 


关键字:测试  人机界面

编辑:muyan 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/ic462155.html
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