| 词条 | 接插元件 |
| 释义 | § 接插元件 § 正文 发展概况 20世纪30年代初第一次出现多触点连接器。30年代末，为了适应快速连接的需要，出现了卡口式连接器，不久又研制成功N型和BNC型高频同轴连接器，工作频率从原来的300兆赫提高到11吉赫。N型连接器是美国P.奈尔设计的，后来他又同C.康赛尔曼一起在卡口式连接器基础上改进设计成 BNC型。以他们的名字命名的这两种连接器，至今仍被各国广泛采用。 为了适应半导体、集成电路和计算技术发展的需要，出现了很多小型化、高密度、高精度和高可靠的新型接插元件。50年代末出现了小型压接可拆卸式接触体的连接器。60年代出现了小型压接后松可拆卸式接触体的连接器，14毫米、7毫米、3.5毫米的精密同轴连接器，工作频率提高到26.5吉赫。同时出现了一批适用于印制电路板的各种接插元件。70年代末出现小型高可靠连接器，1.75毫米的高精密同轴连接器。工作频率提高到40吉赫以后，为适应集成电路的需要，人们又研制出刺接式带状电缆连接器、微型导电橡胶连接器和各种微型开关等。 结构 接插元件的结构虽然各不相同，但都由三部分构成，即接触体、绝缘体和壳体。 接触体 通过操作能断开或闭合电路的两个或多个导体。片状的单元导体称接触片，柱状的称插针或插孔；能断开或闭合电路的一组动、静触点称触点组。接触体是接插元件的核心部分，它不但起电传导的作用，而且对使用中可能遇到的各种机械和环境应力应有足够的抵抗能力。多数接触体都有阴、阳之分。插针、接触片称阳性接触体，插孔、音叉式簧片称阴性接触体。分辨不出阴和阳的称为中性接触体。 接触体的型式很多，图中为常见的几种。通常采用切削加工或无切削加工的方法成形。圆柱形插针、插孔结构简单、接触可靠、容易加工出各种规格，因而得到广泛应用。 接插元件 制作接触体的材料应具有良好的导电性能、机械性能、无磁性和良好的机械加工性能。铜合金（如黄铜、磷青铜和铍青铜等）用得最多，尤以铍青铜的性能为最佳，工作温度达149时仍保持良好的弹性。温度超过149时，为了防止应力松弛常采用镍基合金(如铍镍合金)制作接触体。 为了改善接触体导电性能和防止配合表面受机械或化学作用的损害,通常都在其表面镀上一层其他金属,如银、金、锡铅合金、银-金，镍-金等。在低电平、弱电流的情况下一般都选用镀金层：阴性接触体镀硬金，阳性接触体镀软金。这样软硬搭配可以提高耐磨性能，减小接触电阻。 绝缘体 固定接触体的绝缘构件，除保证多个接触体之间的相互电绝缘外，还起导向、定位、密封等作用。绝缘体的材料和结构直接影响接插元件的电气和机械性能。按材料软硬程度不同有弹性、半硬和硬绝缘体之分。常用材料有橡胶、塑料、陶瓷和玻璃等。 壳体 固定和保护绝缘体和接触体的构体。壳体上有定位、导向和锁紧机构，以确保接插件能正确地工作。壳体有时还起密封、防水、防火和电场屏蔽等作用。圆形连接器的壳体有螺纹、卡口和直插自锁等锁紧型式，在多接点和插拔力较大的情况下连接方便。采用细牙配合螺纹的连接器，在极端恶劣的环境条件下也能保持较高的可靠性。壳体常用材料有铝合金、黄铜、青铜、钢和不锈钢以及塑料等。金属壳体表面都要有涂覆层以提高防腐能力。常用方法有阳极氧化，镀金属（如锌、镉、镍、银、金）和油漆等。 主要性能参数 接插元件应有良好的电气性能、机械性能和抗环境性能。电气性能主要取决于采用的机械结构，任何外界机械力都会引起接插元件电气性能的改变。接插元件的主要性能有接触电阻、额定电流、绝缘电阻、试验绝缘电压接触压力、插拔力和抗环境性能等。 接触电阻 当一对插合（即闭合）接触体通过规定的电流时，在接触对两端指定位置测得的电阻称接触电阻。它包括测量点之间导体的体电阻、接触部分的收缩电阻和膜层电阻。其中起决定作用的是收缩电阻和膜层电阻，它们随接触压力、接触体形状、材料特性、表面污染的程度和电路中电压等因素的不同而变化。为了保证可靠地工作,接触电阻应当稳定。通常在100毫安电流下接触电阻值应小于0.01欧。 额定电流 在规定条件下保证接插元件正常工作的电流值。电流过载时，接触处的温度可能升高到使金属软化甚至熔融的程度，这会引起弹性材料退火而失去弹性，导致接触不良，同时绝缘材料过热也会使电气性能降低。在实际使用中，由于接触体的数目和使用环境条件不同，还要考虑降额使用这一指标。 绝缘电阻 在额定条件下，用绝缘材料隔开的两个导体之间的电阻。它是绝缘材料的体电阻和表面电阻并联的结果。通常施加500伏测试电压,绝缘电阻值至少应在100兆欧以上。接插元件应有较高的绝缘电阻,否则不但增加功率损耗，而且还会造成串音干扰。 试验绝缘电压 作介质耐压试验时，用绝缘材料隔开的两个导体之间按规定施加的电压（试验时不应产生电击穿现象）。试验电压值通常是根据接插元件的工作电压来决定的。当工作电压小于或等于1000伏时，试验电压值为工作电压的三倍,但最低值为500伏。为了使产品有足够的安全系数，所规定的试验电压值又不应超过最低击穿电压的四分之三。 接触压力 接触体的弹性部分施加于接触表面的正向压力。接触压力大,可降低接触电阻使其趋于稳定;在滑动过程中又能拭去接触体表面的污垢，以保持接触面的清洁。但压力过大,会使滑动表面金属层磨损加剧。一般镀银层接触压力宜在0.7～2牛，镀金层宜在0.5～1.5牛之间。 插拔力 接触体相对插入或拔出时所施加的外力,它等于接触压力和摩擦系数之积的摩擦力。由于接触压力在生产中难以测量，一般只规定插入力和拔出力。由于接触体导向角的影响，插入力总是大于拔出力。 耐恶劣环境性能 影响接插元件质量和可靠性的主要环境因素有温度、湿热、盐雾、工业气体、低气压等。这些环境因素容易造成弹性材料变质、金属零件锈蚀、加速绝缘材料老化,导致接触电阻增大、绝缘性能下降、高压击穿和高频传输性能超值等现象。此外，机械振动容易造成焊点脱落、机械结构松脱、接触电阻不稳定等失效形式。为此，在相应的技术规范中，一般都规定各种模拟环境条件以及电气、机械性能的试验方法，作为鉴定、评价和检测接插元件的质量和可靠性的依据。 种类 接插元件包括连接器、开关、管座三大类。 连接器 通常由两个或多个相对应的电极(接触体)单元组成，一个称插头，另一个称插座。因此，连接器也称插头、插座。复杂的连接器的头和座两半都有定位和锁紧机构，以保证接触体能方便、准确而可靠地连接或分开。连接器按用途分，有电源和信号连接器；按工作频率分，有低频和高频连接器（采用同轴结构，也称同轴连接器）；按外形特征分，有圆形、矩形连接器等。带状电缆连接器，具有占空小、布线方便、不易混淆和重量轻等优点，在高密度组装中使用。 印制电路连接器有直接式(单件式)、间接式（双件式）和分立接点式三种。直接式用印制电路板的一边作插头，插座是在绝缘基座中装入金属弹性簧片作接触体。间接式连接器由多触点的插头和插座两部分组成。通常插头是由阳性接触体组成，安装在印制电路板上，插座由阴性接触体组成，安装在互连母板或走线板上。分立触点式连接器是由单个的插针和插孔组成，根据需要垂直地安装在印制电路板上。 连接器中接触体同导线的连接方法(即端接方式)很多，常用的有焊接和无焊连接两类。焊接操作简便，是应用较久的一种方法。无焊连接如压接、绕接和刺接等，不需要加热，靠专用工具来保证质量，一致性好；不会出现焊接中的虚焊现象，连接可靠性高，在高密度组装中得到广泛应用。 开关 通常由许多独立的电极单元构成，用同一机构操纵使它们同时工作。电极的多少取决于电子电路的结构。开关的类型常根据电极的数目来命名，如单极或双极开关；有时也按每个电极能接通或断开的接点数来命名，如单掷或双掷开关。按用途分则有电源开关和信号开关。常见的电源开关有钮子开关和按钮开关。电源开关在额定负荷下闭合时不应发生过热现象，而在断开状态下对电路又有足够的电绝缘性能。在高电压场合使用的开关，为确保人身安全通常有附加接地装置。用在大电流情况下的开关，在结构上还要考虑防止电弧对触点的损伤。 信号开关在电子设备中常用于检测、控制和功能选择，也有的只起信号传递作用。常见的有微动、键盘和指轮开关。信号开关的特点是功率小、操作次数多，因而要求机械寿命长、通断速度快、可靠性高，并要防止各种污染和尘埃对开关工作的影响，通常加外壳或密封。 管座 有电子管座、晶体管座、集成电路插座、信号灯座和保险丝座等。管座通常固定安装在设备的基板或面板上，一面插上相应的元件和器件，另一面接触体的输出端同电路连接。信号灯座为了适应各种指示的需要常配有各种颜色的灯罩。管座除保证接触可靠外，插拔力还应方便插拔或更换元件、器件。 § 配图 § 相关连接 |
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