MIL-STD-1353—美军用连接器选型指南
核心要点
连接器的性能受到连接器的物理特性和使用条件的影响。
MIL-STD-1353文件为美军用连接器选型提供了较全面的指导,对于其他应用场景的选型方法也有借鉴意义。
军用连接器的选型需满足相应测试标准,以评估各种连接器的性能和功能。
标准简介
电连接器广泛应用于航空航天工业;一般用于功率和信号分配。连接器的其他应用包括:连接系统的物理分离,使得设备更容易地拆卸或更换。这些连接器的应用增加了设备的可维护性和部件的互换性。
由于连接器应用的多样性,每个不同场景的连接器都可能经受到完全不同的电气应力、机械应力、环境条件等。设计人员在选型过程中,必须了解连接器在其使用寿命期间将暴露的条件的严重程度。MIL-STD-1353(电连接器/插针/相关硬件的选择和使用)文件的目的是在用于军用设备中使用的连接器的选型提供指导。(同样对FAR23/25部飞机也有参考意义。)
MIL-STD-1353引用了美军用装备鉴定必须满足的几个标准/要求,并将它们组合成一个易于参考的选型指南。
MIL-STD-1353通用要求
连接器是电气系统中相对特殊的零件,与直接布置在印刷电路板上或在某些设备外壳中的组件不同,连接器暴露在各种机械/环境应力下。事实上,环境暴露区域和重复机械运动区域是连接器常用的场景。
直接引用MIL-STD-1353标准中的原文:
“In reality the connector interface isbasically an insulating barrier with a few widely scattered points ofmicroscopic contact. The performance is dependent upon the chemicals, thermal,and mechanical behavior at these contact points.”
“实际上,连接器接口基本上是一个绝缘屏障,只有几个分散的电气接触点。连接器性能取决于这些接触点上的化学、热、机械性能。”
任何连接器都会给系统带来一定程度的变异性和一定的电阻值。连接器选型是保持可靠的连接,使被连接的组件在物理和电气接触中尽可能保持安全可靠。
军用设备上使用来自各种制造商的组件。因此,组件必须是通用的、可互换的,并在制造商之间保持相容性。可互换组件,如连接器,必须全面遵守相同的性能/测试标准。
MIL-STD-889中规定了异金属电化学腐蚀表。不同的金属只能在连接器中一起使用,需保证接触时不发生电化学腐蚀。
电化学腐蚀的影响不是简单的学术研究,而是对飞机的切实影响。一个很好的例子就是F-16的主燃油关闭阀。主燃料关闭阀上的连接器插针由锡制成,并与线束连接器上的金制插销配合。这导致了几起事故,这些腐蚀的插针导致了关闭阀的非指令激活和飞机的事故。
密封容器/外壳是有效消除电气连接中湿度的唯一方法。然而,人们必须考虑到由于密封胶破裂的可能性。在后续飞机检查与维护过程中需要加以考虑。
这张图片描绘了电化学腐蚀在F-16主燃料关闭阀接头的影响。
连接器试验
MIL-STD-1353文件直接提出了以下测试美国军用连接器的标准:
1) EIA-364通用测试
2) MIL-DTL-38999用于补充测试
3) MIL-STD-202用于射频连接器。
在选择连接器时,必须考虑组件在连接处的预期使用寿命和预期的操作条件。MIL-STD-1353文件推荐的测试标准旨在测试连接器的化学、热和机械性能,以确保其在实际应用中的寿命。在一个连接器中,插针插孔等接触件的老化减少了电接触的物理面积,从而增加了连接器的电阻。当该电阻超过某个阈值时,依赖连接器的系统将不能正常工作,从而导致系统故障。
直接引用标准原文内容:
“Please note that the primary cause ofconnector/contact failure is always preceded by a significant increase incontact resistance at the electrical interfaces.”
“请注意,连接器/触点故障的主要前兆总是接触电阻显著增加。”
为了减轻重量和所需的空间,许多元件制造商正在转向更小的电子连接器。然而,由于它们的尺寸较小,通常会承受更严苛的机械应力与压强,必须进行更严格的测试,以证明它们的可靠性。
结 论
连接器的选型是飞机完成预期功能和可维护性的关键。在美国军用设备中,MIL-STD-1353标准规定了需要特别注意连接器的化学、热、机械性能以及互换性。连接器测试符合EIA-364, MIL-DTL-38999,和MIL-STD-202要求,是最基本的选用条件。