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(解析)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備的可靠性測(cè)試
可靠性測(cè)試應(yīng)該在可靠性設(shè)計(jì)之后,但目前我國(guó)的可靠性工作主要還是在測(cè)試階段,這里將測(cè)試放在前面。為了測(cè)得產(chǎn)品的可靠度(也就是為了測(cè)出產(chǎn)品的MTBF),我們需要拿出一定的樣品,做較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行測(cè)試,找出每個(gè)樣品的失效時(shí)間,根據(jù)*節(jié)的公式計(jì)算出MTBF,當(dāng)然樣品數(shù)量越多,測(cè)試結(jié)果就越準(zhǔn)確。但是,這樣的理想測(cè)試實(shí)際上是不可能的,因?yàn)閷?duì)這種測(cè)試而言,要等到zui后一個(gè)樣品出現(xiàn)故障――需要的測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)得無(wú)法想象,要所有樣品都出現(xiàn)故障——需要的成本高得無(wú)法想象。為了測(cè)試可靠性,這里介紹:加速測(cè)試(也就增加應(yīng)力*),使缺陷迅速顯現(xiàn);經(jīng)過(guò)大量專(zhuān)家、長(zhǎng)時(shí)間的統(tǒng)計(jì),找到了一些增加應(yīng)力的方法,轉(zhuǎn)化成一些測(cè)試的項(xiàng)目。如果產(chǎn)品經(jīng)過(guò)這些項(xiàng)目的測(cè)試,依然沒(méi)有明顯的缺陷,就說(shuō)明產(chǎn)品的可靠性至少可以達(dá)到某一水平,經(jīng)過(guò)換算可以計(jì)算出MTBF(因產(chǎn)品能通過(guò)這些測(cè)試,并無(wú)明顯缺陷出現(xiàn),說(shuō)明未達(dá)到產(chǎn)品的極限能力,所以此時(shí)對(duì)應(yīng)的MTBF是產(chǎn)品的zui小值)。其它計(jì)算方法見(jiàn)下文。(*應(yīng)力:就是指外界各種環(huán)境對(duì)產(chǎn)品的破壞力,如產(chǎn)品在85℃下工作受到的應(yīng)力比在25℃下工作受到的應(yīng)力大;在高應(yīng)力下工作,產(chǎn)品失效的可能性就大大增加了);
一、環(huán)境測(cè)試
產(chǎn)品在使用過(guò)程中,有不同的使用環(huán)境(有些安裝在室外、有些隨身攜帶、有些裝有船上等等),會(huì)受到不同環(huán)境的應(yīng)力(有些受到風(fēng)吹雨濕、有些受到振動(dòng)與跌落、有些受到鹽霧蝕侵等等);為了確認(rèn)產(chǎn)品能在這些環(huán)境下正常工作,國(guó)標(biāo)、行標(biāo)都要求產(chǎn)品在環(huán)境方法模擬
一些測(cè)試項(xiàng)目,這些測(cè)試項(xiàng)目包括:
1、高溫測(cè)試(高溫運(yùn)行、高溫貯存)
2、低溫測(cè)試(低溫運(yùn)行、低溫貯存)
3、高低溫交變測(cè)試(溫度循環(huán)測(cè)試、熱沖擊測(cè)試)
4、高溫高濕測(cè)試(濕熱貯存、濕熱循環(huán))
5、機(jī)械振動(dòng)測(cè)試(隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試、掃頻振動(dòng)測(cè)試)
6、汽車(chē)運(yùn)輸測(cè)試(模擬運(yùn)輸測(cè)試、碰撞測(cè)試)
7、機(jī)械沖擊測(cè)試
8、開(kāi)關(guān)電測(cè)試
9、電源拉偏測(cè)試
10、冷啟動(dòng)測(cè)試
11、鹽霧測(cè)試
12、淋雨測(cè)試
13、塵砂測(cè)試
上述環(huán)境試驗(yàn)的相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)如下(部分試驗(yàn)可能沒(méi)有相關(guān)國(guó)標(biāo),或者是我還沒(méi)有找到):
1、低溫試驗(yàn)
按GB/T2423.1—89《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第二部分:試驗(yàn)方法低溫試驗(yàn)》;
GB/T2423.22—87《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第二部分:試驗(yàn)方法溫度變化試驗(yàn)方法》進(jìn)行低溫試驗(yàn)及溫度變化試驗(yàn)。
溫度范圍:-70℃~10℃。
2、高溫試驗(yàn)
按GB/T2423.2—89《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第二部分:試驗(yàn)方法高溫試驗(yàn)》
GB/T2423.22—87《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第二部分:試驗(yàn)方法溫度變化試驗(yàn)方法》進(jìn)行高溫試驗(yàn)及溫度變化試驗(yàn)。
溫度范圍:10℃~210℃
3、濕熱試驗(yàn)
按GB/T2423.3—93《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第二部分:試驗(yàn)方法恒定濕熱試驗(yàn)》
GB/T2423.4—93《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第二部分:試驗(yàn)方法交變濕熱試驗(yàn)》進(jìn)行恒定濕熱試驗(yàn)及交變濕熱試驗(yàn)。
濕度范圍:30%RH~100%RH
4、霉菌試驗(yàn)
按GB/T2423.16—90《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第二部分:試驗(yàn)方法長(zhǎng)霉試驗(yàn)》進(jìn)行霉菌試驗(yàn)。
5、鹽霧試驗(yàn)
按GB/T2423.17—93《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第二部分:試驗(yàn)方法鹽霧試驗(yàn)》進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)。
6、低氣壓試驗(yàn)
按GB/T2423.21—92《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第二部分:試驗(yàn)方法低氣壓試驗(yàn)》
GB/T2423.25—92《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第二部分:試驗(yàn)方法低溫/低氣壓試驗(yàn)》
GB/T2423.26—92《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第二部分:試驗(yàn)方法高溫/低氣壓試驗(yàn)》
進(jìn)行低氣壓試驗(yàn),高、低溫/低氣壓試驗(yàn)。試驗(yàn)范圍:-70℃~100℃0~760mmHg20%~95%RH。
7、振動(dòng)試驗(yàn)
按GB/T2423.10—95《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第二部分:試驗(yàn)方法振動(dòng)試驗(yàn)》進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)。
頻率范圍(機(jī)械振動(dòng)臺(tái)):5~60Hz(定頻振動(dòng)5~80Hz),zui大位移振幅3.5mm(滿載)。
頻率范圍(電磁振動(dòng)臺(tái)):5~3000Hz,zui大位移25mmP-P。
8、沖擊試驗(yàn)
按GB/T2423.5—95《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第二部分:試驗(yàn)方法沖擊試驗(yàn)》進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。
沖擊加速度范圍:(50~1500)m/s2。
9、碰撞試驗(yàn)
按GB/T2423.6—95《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第二部分:試驗(yàn)方法碰撞試驗(yàn)》進(jìn)行碰撞試驗(yàn)。
10、跌落試驗(yàn)
按GB/T2423.7—95《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第二部分:試驗(yàn)方法傾跌與翻到試驗(yàn)》
GB/T2423.8—95《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第二部分:試驗(yàn)方法自由跌落試驗(yàn)》進(jìn)行跌落試驗(yàn)。
說(shuō)明:
上面13項(xiàng)比較全面地概括了產(chǎn)品在實(shí)現(xiàn)使用過(guò)程中碰到的外界環(huán)境;實(shí)際測(cè)試時(shí),因?yàn)楦鳟a(chǎn)品本身屬性的相差較遠(yuǎn)、使用環(huán)境相差也很大,各公司可以根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn),適當(dāng)選取、增加一些項(xiàng)目來(lái)測(cè)試(此產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的國(guó)/行標(biāo)中要求的必測(cè)試項(xiàng)目,當(dāng)然是必須測(cè)試的);也可以根據(jù)產(chǎn)品特定的使用環(huán)境與使用方法,自行設(shè)計(jì)一些新測(cè)試項(xiàng)目,以驗(yàn)證產(chǎn)品是否能長(zhǎng)期工作。
測(cè)試條件:
不同的產(chǎn)品測(cè)試條件不一樣;就拿高溫測(cè)試來(lái)說(shuō),有些產(chǎn)品要求做高溫貯存測(cè)試,有些要求做高溫運(yùn)行測(cè)試,有些產(chǎn)品的高溫用85℃做測(cè)試,有些產(chǎn)品的高溫是用65℃做測(cè)試。但是,宗旨只有一個(gè),那就是至少滿足國(guó)/行標(biāo)。要測(cè)試一種產(chǎn)品的可靠性,找到這種產(chǎn)品的國(guó)/行標(biāo)是必需的,按照國(guó)/行標(biāo)的要求和指引找出必須的測(cè)試項(xiàng)目與各項(xiàng)目的測(cè)試方法,從而進(jìn)行環(huán)境測(cè)試;同一種產(chǎn)品,在不同的階段,測(cè)試條件也不一樣;一般而言,產(chǎn)品會(huì)經(jīng)過(guò)研發(fā)、小批量試產(chǎn)、批量生產(chǎn)三個(gè)不同的階段。在研發(fā)階段,測(cè)試條件zui嚴(yán)(應(yīng)力zui大)、測(cè)試延續(xù)的時(shí)候zui短;小批量試產(chǎn)階段,測(cè)試應(yīng)力適中、測(cè)試時(shí)間適中;批量生產(chǎn)階段,測(cè)試應(yīng)力zui小、測(cè)試時(shí)間較短;三個(gè)階段的主要差別見(jiàn)下表:階段實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)要求研發(fā)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷,擴(kuò)大設(shè)計(jì)余量高應(yīng)力、短時(shí)間*中試考察產(chǎn)品是否達(dá)到基本的可靠性水平中應(yīng)力、中長(zhǎng)時(shí)間無(wú)明顯故障批量生產(chǎn)生產(chǎn)工藝條件的穩(wěn)定性低應(yīng)力、短時(shí)間有條件的允許故障發(fā)生鑒定鑒定產(chǎn)品的可靠性、計(jì)算產(chǎn)品的MTBF低應(yīng)力、長(zhǎng)時(shí)間無(wú)特別要求