幸运的是，有一种经过验证且几乎万无一失的方法来预测连接器的可靠性：赫兹接触应力。电子系统设计人员可以参考这一指标，该指标考虑了产生电流和电阻的主要因素，从而确保他们选择的连接器不会给他们自身或最终用户带来故障。连接
器的可靠性不容有失，也没有任何理由这样做。十五年前，IBM 的一项分析表明，一个单一的指标——高赫兹接触应力——几乎可以保证连接器的良好性能。
令人惊讶的是，对于许多电子系统设计人员和依赖连接器运行的产品制造商来说，这竟然还是个新发现。连接器被认为是可互换的组件；也就是说，它们都一样好。这种误解会导致代价高昂且麻烦的故障和纠正措施，而这些故障和纠正措施原本可以通过使用专为承受高赫兹接触应力而设计的连接器来避免。
连接器故障往往在使用前难以察觉。
尽管连接器行业不断涌现创新和重大进步，但客户仍然面临着诸多由组件故障引起的问题。在许多情况下，这些问题只有在成品投入实际使用后才会显现。无论是医疗设备还是军用无线电，一旦最终用户发现问题和错误，都会对使用这些连接器的故障电子系统的制造商和供应商造成严重后果。
采购连接器的公司并不想让客户充当产品测试员，但他们别无选择，因为他们不了解任何能够保证连接器在所有条件下可靠运行的主动式和预测性测试方法。简而言之，他们没有意识到，使用赫兹接触力作为连接器的规格参数可以预防大多数故障，并避免在纠正措施上浪费大量资金。
ITT通用触点。ITT通用触点的配合区域。来源：ITT Cannon
赫兹接触应力作为预测性能指标
有一种万无一失的方法来预测连接器的可靠性：赫兹接触应力。该参数，也称为赫兹力，是指两个曲面接触并在施加载荷下发生轻微变形时产生的应力大小。在这种情况下，较高的应力水平是积极的，因为它意味着有更多的接触材料，这是牢固可靠接触以及连接器性能的基础。几十年前，IBM 的工程师们通过分析不同的触点设计，试图找出能够预测连接器失效或成功的共同因素，从而最终证实了这一点。
分析表明，“失效连接器的触点设计总是具有较低的赫兹接触应力，而成功的连接器则基于赫兹接触应力高一个数量级的设计。” 多年来，这一发现得到了证实，并且随着连接器设计的发展，例如采用更小、更轻的连接器、更低矮的触点以及能够承受振动和冲击等恶劣环境的型号，赫兹接触应力已成为一个日益重要的指标。赫兹接触应力指示器是电子系统设计人员确保在其产品中包含高性能连接器的最佳方法。
物理原理：
要理解为什么高赫兹接触应力几乎可以保证良好的性能，就必须了解连接器工作原理所依据的物理原理。所有金属电气连接都是通过连接可变形的金属结构来实现的，这些结构会形成微观的金属接触点或凸起（称为“A点”），电流会流经这些接触点或凸起。A点的数量和位置取决于表面光洁度、接触几何形状、冶金强度以及连接两个部件时施加的力。
一旦形成这些金属桥，目标就是减少和/或稳定那些会降低A点间电流的因素。总接触电阻是三种电阻之和：
Rt = Rb + Rc + Rf，
其中
Rt = 总接触电阻
；Rb = 毛电阻（由接触元件的冶金特性引起）；
Rc = 收缩电阻（由A点的尺寸、数量和分布引起）；
Rf = 趋肤电阻（由氧化物、水蒸气和其他薄膜阻挡层的形成引起）。
图1：接触电阻图。来源：ITT Cannon
膜是影响电阻的最重要因素。所有金属都存在膜，其厚度从铜、铝、铁和镍等金属的“薄”或“正常”到老化金属的“厚”不等。膜越厚，电流电阻越大，赫兹接触应力水平越低且越不稳定。解决方法并非简单地增加连接两个金属部件的力（这会导致材料疲劳和连接器失效），而是改进接触设计。为了获得最佳且稳定的赫兹接触应力水平和良好的连接器性能，理想的连接器设计并非采用平面，而是采用凸面。下图展示了两种接触设计的典型差异。当对这两个连接器施加“法向力”（即沿相反方向将两个金属部件压在一起的力）时，右侧连接器的赫兹接触应力更高。该图表明，目前仅依靠法向力来评估接触性能的做法存在缺陷。右侧的凸面连接器具有更高的可靠性，因为法向力通过更小的表面积传递。这意味着单位面积上有更多的力可以用来穿透稳定的接触电阻所构成的障碍：接触膜。
然而，如果接触膜过厚（例如老化金属的情况），则无论对两个静止的金属部件施加多大的力，都无法形成接触点 A 并导致电流流通。在这种情况下，解决方法是使接触点“滑动”，从而引入运动。
这种“滑动”是指运动的接触点相对于静止的接触点进行运动，以去除接触膜和碎屑，直至达到稳定的接触电阻。但这并非易事。如果运动或力不足，则无法穿透接触膜。另一方面，如果拉动接触膜的运动过大，则会产生新的碎屑，从而增加接触电阻。
图2：通常认为使用法向力作为接触性能指标的做法是错误的。来源：ITT Cannon
IBM 的研究指出： “能够产生最大接触力的几何形状，同时也是溶液表面积最小的形状。如果单位面积上的力足够大，能够穿透薄膜并清除碎屑，触点就不会在薄膜上滑动，从而保持接触电阻。关键在于赫兹接触力，它决定了行程末端粗糙度的形成以及触点在移动过程中保持接触的能力。”
IBM 的这项研究证明了赫兹接触力的重要性，该研究是与 ITT 专门从事连接器设计的工程师合作完成的。基于研究结果，ITT 工程师重新设计了许多连接器产品线，以实现高赫兹接触力。ITT 目前的产品系列包括 ITT Cannon 品牌的连接器，这些连接器已被证明能够在各种应用中提供高赫兹接触力。大多数 ITT Cannon 连接器都通过欧洲的 Powell Electronics 公司销售。这些连接器基于 ITT Cannon 通用触点，其接触面符合实现高赫兹接触力的理想设计规范。凸面设计还提供了许多其他优点，例如 0.3N 的力，挠度仅为 0.1 毫米，并可进行 XYZ 移动，从而确保触点和组件之间牢固的连接。
包括便携式医疗设备、智能手机、烟雾探测器、安防报警系统、军用无线电、存储卡和GPS设备等在内的众多市场客户都信赖ITT Cannon通用连接器，以满足其功能需求，并对其高赫兹接触力确保的可靠性能充满信心。ITT
还提供其他旨在提供高赫兹接触力的连接器，例如ITT Cannon QLC（四重锁定连接）系列，该系列可满足医疗、工业和仪器仪表应用的各种需求，包括便携式超声设备、病人监护系统、内窥镜和测试设备，甚至半导体制造设备。
与DL系列连接器类似，QLC连接器具有高可靠性和高引脚数：最多可达260个触点，可用于印刷电路板安装。得益于应用于小型便携式成像设备的先进技术，ITT将标准DL间距缩小至0.8毫米，从而在保持相同引脚数的情况下，将整体尺寸缩小了60%以上。
高引脚数使工程师能够使用各种接地方法来保持信号完整性。 QLC 连接器接口采用 EMI 弹簧和屏蔽锁定机制，确保连接器周边的接触压力均匀，从而实现有效的 EMI/RFI 屏蔽。高赫兹接触力是通过卓越的凸轮系统实现的，该系统可将接触系统调整到其配合位置。ITT 的产品开发人员和工程师将赫兹接触力作为一项基本设计参数，确保连接器的可靠性与其功能相匹配。ITT 连接器旨在为客户提供最佳性能，保证其不会发生故障。
赫兹接触力是预测连接器未来性能的最佳指标。使用、开发或销售基于连接器的设备的公司应评估这些组件提供最佳且稳定的赫兹接触力的能力。
https://powell-europe.com/about-us
作者： David Camison Tornavacas 是 Powell Electronics 在西班牙的代表 - https://powell-europe.com/
