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环境试验设备的可靠性测试

发布时间:2017-12-04   点击次数:401次

可靠性测试应该在可靠性设计之后,但目前我国的可靠性工作主要还是在测试阶段,这里将测试放在前面。为了测得产品的可靠度(也就是为了测出产品的MTBF),我们需要拿出一定的样品,做较长时间的运行测试,找出每个样品的失效时间,根据*节的公式计算出MTBF,当然样品数量越多,测试结果就越准确。但是,这样的理想测试实际上是不可能的,因为对这种测试而言,要等到zui后一个样品出现故障――需要的测试时间长得无法想象,要所有样品都出现故障——需要的成本高得无法想象。为了测试可靠性,这里介绍:加速测试(也就增加应力*),使缺陷迅速显现;经过大量专家、长时间的统计,找到了一些增加应力的方法,转化成一些测试的项目。如果产品经过这些项目的测试,依然没有明显的缺陷,就说明产品的可靠性至少可以达到某一水平,经过换算可以计算出MTBF(因产品能通过这些测试,并无明显缺陷出现,说明未达到产品的极限能力,所以此时对应的MTBF是产品的zui小值)。其它计算方法见下文。(*应力:就是指外界各种环境对产品的破坏力,如产品在85℃下工作受到的应力比在25℃下工作受到的应力大;在高应力下工作,产品失效的可能性就大大增加了);

一、环境测试

产品在使用过程中,有不同的使用环境(有些安装在室外、有些随身携带、有些装有船上等等),会受到不同环境的应力(有些受到风吹雨湿、有些受到振动与跌落、有些受到盐雾蚀侵等等);为了确认产品能在这些环境下正常工作,国标、行标都要求产品在环境方法模拟
一些测试项目,这些测试项目包括:
1、高温测试(高温运行、高温贮存)

2、低温测试(低温运行、低温贮存)

3、高低温交变测试(温度循环测试、热冲击测试)

4、高温高湿测试(湿热贮存、湿热循环)

5、机械振动测试(随机振动测试、扫频振动测试)

6、汽车运输测试(模拟运输测试、碰撞测试)

7、机械冲击测试

8、开关电测试

9、电源拉偏测试

10、冷启动测试

11、盐雾测试

12、淋雨测试

13、尘砂测试


上述环境试验的相关国家标准如下(部分试验可能没有相关国标,或者是我还没有找到):

1、低温试验

按GB/T2423.1—89《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法低温试验》;

GB/T2423.22—87《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法温度变化试验方法》进行低温试验及温度变化试验。

温度范围:-70℃~10℃。

2、高温试验

按GB/T2423.2—89《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法高温试验》

GB/T2423.22—87《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法温度变化试验方法》进行高温试验及温度变化试验。
温度范围:10℃~210℃

3、湿热试验

按GB/T2423.3—93《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法恒定湿热试验》

GB/T2423.4—93《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法交变湿热试验》进行恒定湿热试验及交变湿热试验。

湿度范围:30%RH~RH

4、霉菌试验
按GB/T2423.16—90《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法长霉试验》进行霉菌试验。

5、盐雾试验

按GB/T2423.17—93《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法盐雾试验》进行盐雾试验。

6、低气压试验

按GB/T2423.21—92《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法低气压试验》

GB/T2423.25—92《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法低温/低气压试验》

GB/T2423.26—92《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法高温/低气压试验》

进行低气压试验,高、低温/低气压试验。试验范围:-70℃~100℃0~760mmHg20%~95%RH。

7、振动试验

按GB/T2423.10—95《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法振动试验》进行振动试验。

频率范围(机械振动台):5~60Hz(定频振动5~80Hz),zui大位移振幅3.5mm(满载)。
频率范围(电磁振动台):5~3000Hz,zui大位移25mmP-P。

8、冲击试验
按GB/T2423.5—95《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法冲击试验》进行冲击试验。
冲击加速度范围:(50~1500)m/s2。

9、碰撞试验

按GB/T2423.6—95《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法碰撞试验》进行碰撞试验。

10、跌落试验

按GB/T2423.7—95《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法倾跌与翻到试验》

GB/T2423.8—95《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法自由跌落试验》进行跌落试验。

说明:

上面13项比较全面地概括了产品在实现使用过程中碰到的外界环境;实际测试时,因为各产品本身属性的相差较远、使用环境相差也很大,各公司可以根据产品的特点,适当选取、增加一些项目来测试(此产品对应的国/行标中要求的必测试项目,当然是必须测试的);也可以根据产品特定的使用环境与使用方法,自行设计一些新测试项目,以验证产品是否能长期工作。

测试条件:
不同的产品测试条件不一样;就拿高温测试来说,有些产品要求做高温贮存测试,有些要求做高温运行测试,有些产品的高温用85℃做测试,有些产品的高温是用65℃做测试。但是,宗旨只有一个,那就是至少满足国/行标。要测试一种产品的可靠性,找到这种产品的国/行标是必需的,按照国/行标的要求和指引找出必须的测试项目与各项目的测试方法,从而进行环境测试;同一种产品,在不同的阶段,测试条件也不一样;一般而言,产品会经过研发、小批量试产、批量生产三个不同的阶段。在研发阶段,测试条件zui严(应力zui大)、测试延续的时候zui短;小批量试产阶段,测试应力适中、测试时间适中;批量生产阶段,测试应力zui小、测试时间较短;三个阶段的主要差别见下表:阶段实验目的实验特点实验要求研发发现设计缺陷,扩大设计余量高应力、短时间无故障中试考察产品是否达到基本的可靠性水平中应力、中长时间无明显故障批量生产生产工艺条件的稳定性低应力、短时间有条件的允许故障发生鉴定鉴定产品的可靠性、计算产品的MTBF低应力、长时间无特别要求


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