電連接器,、航空插頭的選擇方法
　　 
      連接器是連接電氣線(xiàn)路的機(jī)電元件。因此連接器自身的電氣參數(shù)是選擇連接器首先要考慮的問(wèn)題,。正確選擇和使用電連接器是保證電路可靠性的一個(gè)重要方面,。 
引言 
       電連接器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)連接器）也可稱(chēng)插頭座，廣泛應(yīng)用于各種電氣線(xiàn)路中,，起著連接或斷開(kāi)電路的作用,。提高連接器的可靠性首先是制造廠(chǎng)的責(zé)任。但由于連接器的種類(lèi)繁多,，應(yīng)用范圍廣泛,，因此，正確選擇連接器也是提高連接器可靠性的一個(gè)重要方面,。只有通過(guò)制造者和使用者雙方共同努力,，才能最大限度的發(fā)揮連接器應(yīng)有的功能。 
連接器有不同的分類(lèi)方法,。按照頻率分,，有高頻連接器和低頻連接器,；按照外形分有圓形連接器，矩形連接器,；按照用途分,，有印制板用連接器，機(jī)柜用連接器,，音響設(shè)備用連接器,，電源連接器，特殊用途連接器等等,。下面主要論述低頻連接器（頻率為 3MHZ 以下）的選擇方法,。 
電氣參數(shù)要求 
        連接器是連接電氣線(xiàn)路的機(jī)電元件。因此連接器自身的電氣參數(shù)是選擇連接器首先要考慮的問(wèn)題,。 
額定電壓 
       額定電壓又稱(chēng)工作電壓,，它主要取決于連接器所使用的絕緣材料，接觸對(duì)之間的間距大小,。某些元件或裝置在低于其額定電壓時(shí),，可能不能完成其應(yīng)有的功能。電連接器的額定電壓事實(shí)上應(yīng)理解為生產(chǎn)廠(chǎng)推薦的最高工作電壓,。原則上說(shuō),，電連接器在低于額定電壓下都能正常工作。筆者傾向于根據(jù)電連接器的耐壓（抗電強(qiáng)度）指標(biāo),，按照使用環(huán)境,，安全等級(jí)要求來(lái)合理選用額定電壓。也就是說(shuō),，相同的耐壓指標(biāo),，根據(jù)不同的使用環(huán)境和安全要求，可使用到不同的最高工作電壓,。這也比較符合客觀(guān)使用情況,。 
額定電流 
       額定電流又稱(chēng)工作電流。同額定電壓一樣,，在低于額定電流情況下,，電連接器一般都能正常工作。在電連接器的設(shè)計(jì)過(guò)程中,，是通過(guò)對(duì)連接器的熱設(shè)計(jì)來(lái)滿(mǎn)足額定電流要求的,，因?yàn)樵诮佑|對(duì)有電流流過(guò)時(shí)，由于存在導(dǎo)體電阻和接觸電阻,，接觸對(duì)將會(huì)發(fā)熱,。當(dāng)其發(fā)熱超過(guò)一定極限時(shí)，將破壞電連接器的絕緣和形成接觸對(duì)表面鍍層的軟化,，造成故障,。因此,，要限制額定電流，事實(shí)上要限制電連接器內(nèi)部的溫升不超過(guò)設(shè)計(jì)的規(guī)定值,。在選擇時(shí)要注意的問(wèn)題是：對(duì)多芯電連接器而言,，額定電流必須降額使用。這在大電流的場(chǎng)合更應(yīng)引起重視,，例如 φ3.5mm 接觸對(duì),，一般規(guī)定其額定電流為 50A ，但在 5 芯時(shí)要降額 33 ％使用,，也就是每芯的額定電流只有 38A ,，芯數(shù)越多，降額幅度越大,。
接觸電阻 
       接觸電阻是指兩個(gè)接觸導(dǎo)體在接觸部分產(chǎn)生的電阻,。在選用時(shí)要注意到兩個(gè)問(wèn)題，第一,，電連接器的接觸電阻指標(biāo)事實(shí)上是接觸對(duì)電阻,，它包括接觸電阻和接觸對(duì)導(dǎo)體電阻。通常導(dǎo)體電阻較小,，因此接觸對(duì)電阻在很多技術(shù)規(guī)范中被稱(chēng)為接觸電阻,。第二,，在連接小信號(hào)的電路中,，要注意給出的接觸電阻指標(biāo)是在什么條件下測(cè)試的，因?yàn)榻佑|表面會(huì)附則氧化層,，油污或其他污染物,，兩接觸件表面會(huì)產(chǎn)生膜層電阻。在膜層厚度增加時(shí),，電阻迅速增大,，是膜層成為不良導(dǎo)體。但是,，膜層在高接觸壓力下會(huì)發(fā)生機(jī)械擊穿,，或在高電壓，大電流下會(huì)發(fā)生電擊穿,。對(duì)某些小體積的連接器設(shè)計(jì)的接觸壓力相當(dāng)小,，使用場(chǎng)合僅為 mA 和 mV 級(jí)，膜層電阻不易被擊穿,，可能影響電信號(hào)的傳輸,。在 GB5095 《電在設(shè)備用機(jī)電元件基本試驗(yàn)規(guī)程及測(cè)量方法》中的接觸電阻測(cè)試方法之一 “ 接觸電阻 —— 毫伏法 “ 規(guī)定，為了防止接觸件上絕緣薄膜被擊穿,，測(cè)試回路的開(kāi)路電動(dòng)勢(shì)的直流或交流峰值應(yīng)不大于 20mV ,，直流或交流試驗(yàn)電流應(yīng)不大于 100mA ,。事實(shí)上這是一種低電平接觸電阻的測(cè)試方法，因此,，有此要求的選擇者,，因選用由低電平接觸電阻指標(biāo)的電連接器。 
  
屏蔽性 
       在現(xiàn)代電氣電子設(shè)備中,，元器件的密度以及它們之間相關(guān)功能的日益增加,，對(duì)電磁干擾提出了嚴(yán)格的限制。所以電連接器往往用金屬殼體封閉起來(lái),，以阻止內(nèi)部電磁能輻射或受到外界電磁場(chǎng)的干擾,。在低頻時(shí)，只有磁性材料才能對(duì)磁場(chǎng)起明顯屏蔽作用,。此時(shí),，對(duì)金屬外殼的電連續(xù)性有一定的規(guī)定，也就是外殼接觸電阻,。 
安全參數(shù) 
絕緣電阻 
       絕緣電阻是指在電連接器的絕緣部分施加電壓,，從而使絕緣部分的表面內(nèi)或表面上產(chǎn)生漏電流而呈現(xiàn)出的電阻值。它主要受絕緣材料,，溫度,，濕度，污損等因素的影響,。電連接器樣本上提供的絕緣電阻值一般都是在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的指標(biāo)值,，在某些環(huán)境條件下，絕緣電阻值會(huì)有不用程度的下降,。另外要注意絕緣電阻的試驗(yàn)電壓值,。根據(jù)絕緣電阻（ MΩ ）＝加在絕緣體上的電壓（ V ）／泄漏電流（ μA ）施加不同的電壓，就有不用的結(jié)果,。在電連接器的試驗(yàn)中,，施加的電壓一般有 10V ， 100V ,， 500V 三檔,。 
耐壓 
       耐壓就是接觸對(duì)的相互絕緣部分之間或絕緣部分與接地之間，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)所能承受的比額定電壓更高而不產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象的臨界電壓,。它主要受接觸對(duì)間距和爬電距離和幾何形狀,，絕緣體材料以及環(huán)境溫度和濕度，大氣壓力的影響,。 
燃燒性 
      任何電連接器在工作時(shí)都離不開(kāi)電流,，這就存在起火的危險(xiǎn)性。因此對(duì)電連接器不僅要求能防止引燃,，還要求在一旦引燃和起火時(shí),，能在短時(shí)間內(nèi)自滅,。在選用時(shí)要注意選擇采用阻燃型，自熄性絕緣材料的電連接器,。 
機(jī)械參數(shù) 
單腳分離力和總分離力 
       電連接器中接觸壓力是一個(gè)重要指標(biāo),，它直接影響到接觸電阻的大小和接觸對(duì)的磨損量。在大多數(shù)結(jié)構(gòu)中,，直接測(cè)量接觸壓力是相當(dāng)困難的,。因此，往往通過(guò)單腳分離力來(lái)間接測(cè)算接觸壓力,。對(duì)于圓形針孔接觸對(duì),，通常是用有規(guī)定重量砝碼的標(biāo)準(zhǔn)插針來(lái)檢驗(yàn)陰接觸件夾持砝碼的能力，一般其標(biāo)準(zhǔn)插針的直徑是陽(yáng)接觸件直徑的下限?。?5μm ,。總分離力一般是單腳分離力上線(xiàn)之和的兩倍,?？偡蛛x力超過(guò) 50N 時(shí)，用人工插拔已經(jīng)相當(dāng)困難了,。當(dāng)然,，對(duì)一些測(cè)試設(shè)備或某些特殊要求的場(chǎng)合，可選用零插拔力電連接器,，自動(dòng)脫落電連接器等等,。

機(jī)械壽命 
       電連接器的機(jī)械壽命是指插拔壽命，通常規(guī)定為 500 ～ 1000 次,。在達(dá)到此規(guī)定的機(jī)械壽命時(shí),，電連接器的接觸電阻,，絕緣電阻和耐壓等指標(biāo)不應(yīng)超過(guò)規(guī)定的值,。嚴(yán)格的說(shuō)，現(xiàn)在的機(jī)械壽命是一種模糊的概念,。機(jī)械壽命應(yīng)該與時(shí)間有一定的關(guān)系,， 10 年用完 500 次與 1 年用完 500 次，顯然其情況是不一樣的,。只不過(guò)目前還沒(méi)有一種更經(jīng)濟(jì),，更科學(xué)的方法來(lái)衡量。 
接觸對(duì)數(shù)目和針孔性 
       首選可根據(jù)電路的需要來(lái)選擇接觸對(duì)的數(shù)目,，同時(shí)要考慮電連接器的體積和總分離力的大小,。接觸對(duì)數(shù)目多，當(dāng)然其體積就大,，總分離力相對(duì)也大,。在某些可靠性要求高,、而體積又允許的情況下，可采用兩對(duì)接觸對(duì)并聯(lián)的方法來(lái)提高連接的可靠性,。 
電連接器的插頭,、插座中，插針（陽(yáng)接觸件）和插孔（陰接觸件）一般都能互換裝配,。實(shí)際使用時(shí),，可根據(jù)插頭和插座兩端的帶電情況來(lái)選擇。如插座需常帶電,，可選擇裝插孔的插座,，因?yàn)檠b插孔的插座，其帶電接觸件埋在絕緣體中,，人體不易觸摸到帶電接觸件,，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較安全。 
振動(dòng),、沖擊,、碰撞 
       主要考慮電連接器在規(guī)定頻率和加速度條件下振動(dòng)、沖擊,、碰撞時(shí)的接觸對(duì)的電連續(xù)性,。接觸對(duì)在此動(dòng)態(tài)應(yīng)力情況下會(huì)發(fā)生瞬時(shí)斷路的現(xiàn)象。規(guī)定的瞬斷時(shí)間一般有 1μs ,、 10μs ,、 100μs 、 1ms 和 10ms ,。要注意的是如何判斷接觸對(duì)發(fā)生瞬斷故障?，F(xiàn)在一般認(rèn)為，當(dāng)閉合接觸對(duì)（觸點(diǎn)）兩端電壓降超過(guò)電源電動(dòng)勢(shì)的 50% 時(shí),，可判定閉合接觸對(duì)（觸點(diǎn)）發(fā)生故障,。也就是說(shuō)判斷是否發(fā)生瞬斷有兩個(gè)條件：持續(xù)時(shí)間和電壓降，兩者缺一不可,。 
連接方式 
       電連接器一般由插頭和插座組成,，其中插頭也稱(chēng)自由端電連接器，插座也稱(chēng)固定電連接器,。通過(guò)插頭,、插座和插合和分離來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的連接和斷開(kāi)，因此就產(chǎn)生了插頭和插座的各種連接方式,。對(duì)圓形電連接器來(lái)說(shuō),，主要有螺紋式連接，卡口式連接和彈子式連接三種方式。其中螺紋式連接最常見(jiàn),，它具有加工工藝簡(jiǎn)單,、制造成本低、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),，但連接速度較慢不適宜于需頻繁插拔和快速接連的場(chǎng)合,。卡口式連接由于其三條卡口槽的導(dǎo)程較長(zhǎng),，因此連接的速度較快,，但它制造較復(fù)雜，成本也就較高,。彈子式連接是三種連接方式中連接速度最快的一種,，它不需進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，只需進(jìn)行直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)就能實(shí)現(xiàn)連接,、分離和鎖緊的功能,。由于它屬于直推拉式連接方式，所以?xún)H適用于總分離力不大的電連接器,。一般在小型電連接器中較常見(jiàn),。 
安裝方式和外形 
       電連接器的安裝有前安裝和后安裝，安裝固定方式有鉚釘,、螺釘,、卡圈或連接器本身卡銷(xiāo)快速鎖定等。也有一種插頭和插座是均是自由端電連接器,，即所謂中繼連接器,。 
連接器的外形千變?nèi)f化，用戶(hù)主要是從直形,、彎形,、電線(xiàn)或電纜的外徑及與外殼的固定要求、體積,、重量,、是否需連接金屬軟管等方面加以選擇，對(duì)在面板上使用的電連接器還要從美觀(guān),、造型,、顏色等方面加以選擇。 
環(huán)境參數(shù) 
       環(huán)境參數(shù)主要有環(huán)境溫度,、濕度、溫度急變,、大氣壓力和腐蝕環(huán)境等,。電連接器在使用和保管、運(yùn)輸過(guò)程中所處的環(huán)境對(duì)其性能有顯著的影響，所以必須根據(jù)實(shí)際的環(huán)境條件選用相應(yīng)的電連接器,。 
環(huán)境溫度 
       電連接器的金屬材料和絕緣材料決定著電連接器的工作環(huán)境溫度,。高溫會(huì)破壞緣材料，引起絕緣電阻和耐壓性能降低,；對(duì)金屬而言高溫可使接觸對(duì)失去彈性,，加速氧化和發(fā)生鍍層變質(zhì)。通常的環(huán)境溫度為 -55~100 ℃ 特殊場(chǎng)合下可能要求更高,。 
潮濕 
       相對(duì)濕度大于 80% ,，是引起電擊穿的要原因。潮濕環(huán)境引起水蒸氣在絕緣體表面的吸收和擴(kuò)散,，容易使絕緣電阻降低到 MΩ 級(jí)以下,，長(zhǎng)期處在高濕環(huán)境下，會(huì)引起物理變形,，分解,、逸出生成物，產(chǎn)生呼吸效應(yīng)及電解,、腐蝕和裂紋,。特別是在設(shè)備外部的電連接器，常常要考慮潮濕,、水滲和污染的環(huán)境條件,，這種情況下應(yīng)選用密封電連接器。對(duì)于水密,、塵密型電連接器一般采用 GB4208 的外殼防護(hù)等級(jí)來(lái)表示,。 
溫度急變 
       濕度急變?cè)囼?yàn)是模擬使用電連接器設(shè)備在寒冷的環(huán)境轉(zhuǎn)入溫暖環(huán)境的實(shí)際使用情況，或者模擬空間飛行器,、探測(cè)器環(huán)境溫度急劇變化的情況,。溫度急變可能使絕緣材料裂紋或起層。 
大氣壓力 
       在空氣稀薄的高空,，塑料放出氣體污染接觸對(duì),，并使電暈產(chǎn)生的趨勢(shì)增加，耐壓性能下降,，使電路產(chǎn)生短路故障,。在高空達(dá)到某一定值時(shí)，塑料性能變差,。因此在高空使用非密封電連接器時(shí),，必須降額使用。在低氣壓下推薦的電壓降額系數(shù)見(jiàn)表 2 ,。 
腐蝕環(huán)境 
       根據(jù)電連接器的不同使用腐蝕環(huán)境,，選用相應(yīng)金屬,、塑料、鍍層結(jié)構(gòu)的電連接器,，像在鹽霧環(huán)境下使用的電連接器,，如果沒(méi)有防腐的金屬表面，會(huì)使性能迅速惡化,。在含有相當(dāng)濃度的 SO2 環(huán)境中,，不宜使用鍍銀接觸對(duì)的電連接器。在潮熱地區(qū),，霉菌也是重要問(wèn)題,。 
端接方式 
       端接方式是指電連接器的接觸對(duì)與電線(xiàn)或電纜的連接方式。合理選擇端接方式和正確使用端接技術(shù),，也是使用和選擇電連接器的一個(gè)重要方面,。 
焊接 
       焊接最常見(jiàn)的是錫焊。錫焊連接最重要的是焊錫料與被焊接表面之間應(yīng)形成金屬的連續(xù)性,。因此對(duì)電連接器來(lái)說(shuō),，重要的是可焊性。電連接器焊接端最常見(jiàn)的鍍層是錫合金,、銀和金,。簧片式接觸對(duì)常見(jiàn)的焊接端有焊片式,、沖眼焊片式和缺口焊片式：針孔式接觸對(duì)常見(jiàn)焊接端有鉆孔圓弧缺口式,。 
壓接 
       壓接是為使金屬在規(guī)定的限度內(nèi)壓縮和位移并將導(dǎo)線(xiàn)連接到接觸對(duì)上的一種技術(shù)。好的壓接連接能產(chǎn)生金屬互熔流動(dòng),，使導(dǎo)線(xiàn)和接觸對(duì)材料對(duì)稱(chēng)變形,。這種連接類(lèi)似于冷焊連接，能得到較好的機(jī)械強(qiáng)度和電連續(xù)性,，它能承受更惡劣的環(huán)境條件,。目前普遍認(rèn)為采用正確的壓接連接比錫焊好，特別是在大電流場(chǎng)合必須使用壓接,。壓接時(shí)須采用專(zhuān)用壓接鉗或自動(dòng),、半自動(dòng)壓接機(jī)。應(yīng)根據(jù)導(dǎo)線(xiàn)截面,，正確選用接觸對(duì)的導(dǎo)線(xiàn)筒,。要注意的是壓接連接是永久性連接，只能使用一次,。 
繞接 
       繞接是將導(dǎo)線(xiàn)直接纏繞在帶棱角的接觸件繞接柱上,。繞接時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)在張力受到控制的情況下進(jìn)行纏繞,，壓入并固定在接觸件繞接柱的棱角處,，以形成氣密性接觸,。繞接導(dǎo)線(xiàn)有幾個(gè)要求：導(dǎo)線(xiàn)直徑的標(biāo)稱(chēng)值應(yīng)在 0.25mm~1.0mm 范圍內(nèi),；導(dǎo)線(xiàn)直徑不大于 0.5mm 時(shí),，導(dǎo)體材料的延伸率不小于 15% ；導(dǎo)線(xiàn)直徑大于 0.5mm 時(shí),，導(dǎo)體材料的延伸率不小于 20% ,。繞接的工具包括繞槍和固定式繞接機(jī)。 
刺破接連 
       刺破連接又稱(chēng)絕緣位移連接,，是由美國(guó)在 60 年代發(fā)明的一種新穎端技術(shù),，具有可靠性高、成本低,、使用方便等特點(diǎn),，目前已廣泛應(yīng)用于各種印制板用電連接器中。它適用于帶狀電纜的連接,。連接時(shí)不需要?jiǎng)內(nèi)ル娎|的絕緣層,，依靠電連接器的 “U” 字形接觸簧片的尖端刺入絕緣層中，使電纜的導(dǎo)體滑進(jìn)接觸簧片的槽中并被夾持住,，從而使電纜導(dǎo)體和電連接器簧片之間形成緊密的電氣連接性,。它僅需簡(jiǎn)單的工具，但必須選用規(guī)定線(xiàn)規(guī)的電纜,。 
螺釘連接 
       螺釘連接是采用螺釘式接線(xiàn)端子的連接方式,，要注意允許連接導(dǎo)線(xiàn)的最大和最小截面和不同規(guī)格螺釘允許的最大擰緊力矩。