4. 第四章 實驗成果與討論
4.1.2 PCB 板厚更換測試結果
表 4-2 為配置 1 mm、1.6 mm、2.4 mm 三種厚度 PCB 且參考電阻均為 108 ohm 之CID 3.0 對標準電阻之量測結果數據，由表中數據發現，當待測電阻達到 109 ohm 以上，配置三種厚度PCB 之 CID 3.0 均能準確地量測標準電阻值，且誤差均小於 10%。從標準差的結果得知，2.4 mm 厚度的量測標準差最小，代表其 10 次量測結 果最為集中，說明其受到漏電流及寄生電容效應的影響最小，因此能有最穩定的量 測性能。隨著PCB 的厚度增加，量測誤差有些微降低，僅管差異並無特別明顯，
仍說明漏電流及寄生電容效應的確對量測結果有所影響，而增加板厚能夠減少其 對訊號的影響，進而增加量測準確度。
表 4-2 不同厚度 PCB 之 CID 3.0 對標準電阻之量測數據
此部份實驗所使用之1.6 mm 厚度 PCB 為 2 年前所銲接，而 1 mm 及 2.4 mm 為此 次實驗所銲接，因此1.6 mm 可能因使用時間較長而出現性能下降的情形，但若僅 以1 mm 及 2.4 mm 之結果來看，2.4 mm 在量測標準差及誤差方面仍較 1 mm 來得 穩定及準確。
確定2.4 mm 厚度之 CID 3.0 擁有最佳的量測性能後，便以 2.4 mm 厚度做為 最終的規格選用，並以此規格做為後續對塗層試樣進行量測的CID 3.0 版本。以下 將兩組阻抗相近的塗層試樣分別以CID 2.0 及 CID 3.0 量測並進行比較。圖 4-2 及 表 4-3 為配置 107 ohm 參考電阻及 1.6 mm 厚度 PCB 之 CID 2.0 對 109 ohm*cm2以 上商用塗層試樣之 10 次量測結果，由結果得知恆電位儀之|Z|1Hz 結果為 2.78*109 ohm*cm2，CID 2.0 之量測結果平均值為 3.34*109 ohm*cm2，10 次量測標準差為 9.56*108 ohm*cm2，標準差幾乎與平均值達到同一數量級，代表其量測性能並不穩 定，10 次量測數據離散程度嚴重，使得量測結果的可信度降低。
圖 4-2 CID 2.0 對商用塗層試樣之十次量測 Bode Plot
表 4-3 CID 2.0 對商用塗層試樣之十次量測數據
單位：ohm*cm2 恆電位儀量測結果
2.78*109
單位：ohm*cm2 CID 2.0 量測結果
2.21*109 2.34*109 2.82*109 2.94*109 3.15*109 平均 標準差 3.68*109 4.40*109 5.17*109 1.16*1010 2.03*1010 3.34*109 9.56*108
圖 4-3 及表 4-4 為配置 108 ohm 參考電阻及 2.4 mm 厚度 PCB 之 CID 3.0 對一 健康狀態相似之 109 ohm*cm2 以上商用塗層試樣之 10 次量測結果，恆電位儀之
|Z|1Hz結果為2.77*109 ohm*cm2，CID 3.0 之量測結果為 3.26*109 ohm*cm2，10 次量 測標準差為5.67*107 ohm*cm2，標準差小於平均值達兩個數量級，說明其量測性能 穩定，因此10 次量測數據較集中，量測結果可信度較高。
圖 4-3 CID 3.0 對商用塗層試樣之十次量測 Bode Plot
表 4-4 CID 3.0 對商用塗層試樣之十次量測數據
單位：ohm*cm2 恆電位儀量測結果
2.77*109
單位：ohm*cm2 CID 3.0 量測結果
3.03*109 3.11*109 3.16*109 3.23*109 3.24*109 平均 標準差 3.30*109 3.31*109 3.32*109 3.32*109 3.37*109 3.26*109 5.67*107
造成此結果的原因是由於待測物之阻抗過高，在參考電阻、漏電流及寄生電容 等多項因素的影響之下，使得CID 2.0 無法有準確及穩定的量測結果。而 CID 3.0 配置了更高的參考電阻以及更厚的電路板，因此僅管塗層阻抗已經達到 109 ohm*cm2以上，經過硬體改良的CID 3.0 仍展現出其高準確性及高穩定性的量測性 能
由標準電阻及塗層試樣的量測結果得知，配置108 ohm 參考電阻及 2.4 mm 厚 度PCB 之 CID 3.0 的量測性能穩定，因此後續的實驗取樣次數將由 10 次減少為 5 次，以達到快速檢測的效果。圖 4-4 及表 4-5 為 CID 3.0 對一 160 μm 環氧樹脂塗 層試樣之量測結果，恆電位儀之|Z|1Hz結果為7.07*108 ohm*cm2，CID 3.0 之量測結 果平均值為7.15*108 ohm*cm2，5 次量測標準差為 8.08*107 ohm*cm2，顯示出CID 3.0 對 108 ohm*cm2以上之塗層具有良好的準確性及穩定性，能夠有效地被運用於 塗層健康狀態的快速檢測。
圖 4-4 160 μm 環氧樹脂塗層試樣量測結果 表 4-5 160 μm 環氧樹脂塗層試樣量測數據
單位：ohm*cm2 恆電位儀量測結果
7.07*108
單位：ohm*cm2 CID 3.0 量測結果
6.27*108 6.54*108 6.95*108 7.97*108 8.01*108 平均 標準差 7.15*108 8.08*107
圖 4-5 及表 4-6、圖 4-6 及表 4-7 分別為兩組商用塗層試樣之量測結果，由 於離岸風機處於高腐蝕的離岸環境，因此用以保護離岸風機的商用塗層通常具有 較高的阻抗，由兩組商用塗層的量測結果得知，CID 3.0 可以有效得量測到 4*109 ohm*cm2以上阻抗值之塗層，且標準差仍保持在低於平均值一個數量級的範圍，說 明CID 3.0 在面對商用塗層的高阻抗時仍能提供具有可信度的量測結果，且因為其 優異的量測穩定性，使得取樣次數大幅減少，因此得以減少量測時間。
圖 4-5 商用塗層試樣之量測結果 表 4-6 商用塗層試樣之量測數據
單位：ohm*cm2 恆電位儀量測結果
3.91*109
單位：ohm*cm2 CID 3.0 量測結果
3.12*109 3.14*109 3.26*109 3.41*109 3.66*109 平均 標準差 3.32*109 2.22*108
圖 4-6 商用塗層試樣之量測結果 表 4-7 商用塗層試樣之量測數據
單位：ohm*cm2 恆電位儀量測結果
4.26*109
單位：ohm*cm2 CID 3.0 量測結果
2.99*109 3.44*109 4.01*109 4.44*109 4.89*109 平均 標準差 3.97*109 7.60*108