挑選強固型連接器的最佳實務

要確保數據、訊號或電力可在系統內不同元件之間流動，就需要連接器將必要設備彼此連接。例如，連接器可將麥克風的輸出配線到放大器。同樣地，將電源供應器接至雷達和其他通訊系統，以及將感測器接至資料處理器以轉送類比或數位訊號，都屬於連接器在日常作業中的眾多用途範例。

連接器技術隨著這些必要零件的使用案例而不斷演進。儘管軍用市場預期仍會是連接器在未來最大的市場之一，但需求並非僅限於此領域。根據 Lucintel 的市場研究，全球的強固型連接器市市場，預計在 到 2030 年前會以 3.5% 的複合年增長率穩定成長。

連接器技術的進步

連接器技術有悠久的歷史，從 1930 年代在道格拉斯 DC-1 飛機中使用的圓形連接器開始。此產品由 ITT Cannon 的 James Cannon 開發。自此，連接器技術以及這些產品的廣用程度就不斷發展，以滿足產業需求。追蹤連接器技術的這些新進展，就可一窺連接器的眾多產業使用案例。

專為高溫打造

經常在極端氣候條件下進行軍事行動或是太空任務，其所需的連接器不僅要能承受嚴寒和高溫，更要承受這兩種截然不同的溫度狀態彼此快速循環。在連接器技術的進步下，材料成分已經能承受這類條件，而不會影響效能。

輕質材料

在航太應用中，重量相當重要，每一盎司都會影響空氣動力學和燃料需求。現在，隨著連接器應用在自動駕駛系統、電動車 (EV)、機器人和工業自動化領域，相關主題都重新展開研究。大負載和電池續航力彼此牴觸，這表示連接器逐漸採用輕質複合材料製造，以符合工程和設計的限制。

模組化設計

基礎架構的需求經常變化，今天的解決方案，明天可能就會過時。在此情況下，對元件進行整體淘汰和更換的作法就顯得浪費且昂貴。模組化連接器因應此問題的作法就是提供可選擇性更換零件的能力。使用者甚至可混搭不同的配置，以達到更大的靈活性，以滿足客製化需求。

元件小型化

感測器在各種使用案例 (包括汽車系統) 中的運用，進一步推升對更多種尺寸連接器的需求。小型化有助於設計工程師開發適合更狹窄空間的緊湊型電路，這對軍事到航太等多種應用來說，越來越重要。

強固型連接器的興起

對強固型連接器技術需求的增長，可能與產業中連網機器的興起互相吻合。工業 IoT 必須從感測器收集資料，因此可能要承受各種嚴苛條件。

我們可輕易理解資料中心是運算和即時資訊的中心，但大多數現代化作業的基礎卻建立在資料導向的決策上。軍事、鐵路、航太、石油天然氣、農業、工廠自動化和機器人技術都仰賴於即時資料，然而現場操作和環境條件皆不理想。設備必須要承受極端溫度、灰塵和暴風雨，而無損訊號完整性和速度。所有硬體設備 (小至現場通訊、連網、數據和電力傳輸用的連接器) 都需要加固。

符合強固型連接器的規格

並非所有強固型連接器都相同；連接器的特性f取決於各種工作條件。挑選連接器之前可參考一些最佳實務，包括：

• 最終用途應用：重點在於要考量連接器是否會用於醫療環境 (在此情況下，就必須可承受消毒)、軍事戰區或水下。以 ITT Cannon 的 CA/5015 連接器為例，就是專為最高要求應用而設計的強固型互連元件。這些連接器最初是針對商用航空開發，現在則廣泛應用在軍事、運輸、工業和重型設備領域。
• 最終系統的重量：重量對連接器的效能有所影響，因為會對末端產升壓力並導致磨損。重量對於機器人或半自動機器等電池供電式系統來說也很重要，因為牽動額外重量所需的動力會縮短電池續航力。重量也會決定連接器外殼的材料。由輕質鋁製成的外殼可減輕最終重量。
• 網路安全和隱匿需求：軍事行動尤其需要可避免被敵人發現的系統。因此要在堅固的連接器中使用特殊的屏蔽技術。全金屬背殼可保留電子訊號並避免電磁干擾。ITT Cannon 的 CA/5015 系列提供多種背殼，可搭配單獨電線進行連接，或可選是否有屏蔽的護套電纜進行連接。
• 連接器形狀：連接器有多種形狀，包括圓形、矩形、刀片狀或模組化等。圓形連接器是傳輸電力、訊號或數據的最常見款式。在配接過程中更容易對齊引腳，且圓形設計可提供緊湊的密封。圓形連接器具有許多引腳或觸點，以特定的網格模式排列，可配合所需的多種連接，例如電力或數據。

鎖定系統的種類

連接器連結兩個系統後，就必須鎖定到位，以免連接鬆動而影響電力傳輸、數據或訊號品質。最常見的鎖定系統包括螺絲般的螺紋耦合機制，可將連接牢牢固定，還有推拉式連接，可在推動時將連接全都鎖定，在拉動時鬆開。ITT Cannon 的 TBF10SL-4PS-B (圖 1) 等連接器具有卡口機構，其中有插銷和凹槽，可透過扭轉而鎖定到位。

螺紋式耦合機制具有優異的抗振性，這對航太和軍事應用來說特別有用。

圖 1：ITT Cannon 的 TBF10SL-4PS-B 強固型圓形連接器採用卡口鎖定機制。(圖片來源：ITT Cannon, LLC)

配接循環

配接循環是插頭和插座連接和斷開的過程。反覆插拔設備會導致連接器中的引線磨損。因此，連接器的評等取決於其可以承受的插拔次數。一個可靠的裝置可以因應數百次這類耦合，而不會造成重大損壞。

侵入防護：

國際電工委員會 (IEC) 制定了一系列評等，以衡量電氣設備抵禦污垢和水等危害的有效性。這些評等對軍事行動尤其重要，因為設備必須在有灰塵和冰雹等惡劣條件下運作，而且效能也要定期測試。反覆暴露在沙子或水的磨損作用中，會導致電子引線腐蝕，造成訊號傳輸不良，並形成阻礙，破壞連接的牢固性。極端環境需要的連接器通常必須具備 IP68 或更高的等級。

這些規範和其他眾多規定皆是軍規 (MIL-SPEC) 連接器要通過的規定。圓形連接器通常採用 MIL-DT-5015 等 MIL-SPEC 標準，而 ITT Cannon 的 CA/5015 連接器就有符合該標準 (圖 2)。這些圓形連接器可在 -55°C 至 +200°C 的寬溫條件下運作良好。

圖 2：ITT Cannon 的 CA/5015 連接器是堅固耐用且多功能的解決方案，適用於嚴峻環境 (圖片來源：ITT Cannon, LLC)

ITT Cannon 的 CA/5015 連接器是國防、鐵路、航太和工業應用，以及工廠自動化和機器人應用的理想選擇。此系列提供五種不同的極化，因此使用者可確保，元件皆以正確的方向配接，以免電路受損。連接器有多種電鍍選項：鎘、錫鋅 (J 鍍)、ZincNickelBlueGen、ZincCobaltBlack 和鎳成分。這些連接器還符合 RoHS (有害物質限制) 標準，這項歐盟法規可用用於監督電氣和電子設備中是否使用某些有害材料。

結論

電子和電氣設備能否在惡劣環境中發揮關鍵作用，在眾多領域中越來越重要，包括離散製造、石油天然氣工廠、太陽能和風能技術，以及採礦等工業作業。有鑑於如今有許多工業和軍事行動都依據即時資料來運作，運算硬體和感測器都需要經過第一線測試的設備，來支援強大的現場基礎設施。ITT Cannon 的 CA/5015 連接器系列等強固型連接器在所有領域中，都是促成資料導向行動任務的關鍵。