環境試驗設備的可靠性測試
可靠性測試應該在可靠性設計之后,但目前我國的可靠性工作主要還是在測試階段,這里將測試放在前面。為了測得產品的可靠度(也就是為了測出產品的MTBF),我們需要拿出一定的樣品,做較長時間的運行測試,找出每個樣品的失效時間,根據*節的公式計算出MTBF,當然樣品數量越多,測試結果就越準確。但是,這樣的理想測試實際上是不可能的,因為對這種測試而言,要等到zui后一個樣品出現故障――需要的測試時間長得無法想象,要所有樣品都出現故障——需要的成本高得無法想象。為了測試可靠性,這里介紹:加速測試(也就增加應力*),使缺陷迅速顯現;經過大量專家、長時間的統計,找到了一些增加應力的方法,轉化成一些測試的項目。如果產品經過這些項目的測試,依然沒有明顯的缺陷,就說明產品的可靠性至少可以達到某一水平,經過換算可以計算出MTBF(因產品能通過這些測試,并無明顯缺陷出現,說明未達到產品的極限能力,所以此時對應的MTBF是產品的zui小值)。其它計算方法見下文。(*應力:就是指外界各種環境對產品的破壞力,如產品在85℃下工作受到的應力比在25℃下工作受到的應力大;在高應力下工作,產品失效的可能性就大大增加了);
一、環境測試
產品在使用過程中,有不同的使用環境(有些安裝在室外、有些隨身攜帶、有些裝有船上等等),會受到不同環境的應力(有些受到風吹雨濕、有些受到振動與跌落、有些受到鹽霧蝕侵等等);為了確認產品能在這些環境下正常工作,國標、行標都要求產品在環境方法模擬
一些測試項目,這些測試項目包括:
1、高溫測試(高溫運行、高溫貯存)
2、低溫測試(低溫運行、低溫貯存)
3、高低溫交變測試(溫度循環測試、熱沖擊測試)
4、高溫高濕測試(濕熱貯存、濕熱循環)
5、機械振動測試(隨機振動測試、掃頻振動測試)
6、汽車運輸測試(模擬運輸測試、碰撞測試)
7、機械沖擊測試
8、開關電測試
9、電源拉偏測試
10、冷啟動測試
11、鹽霧測試
12、淋雨測試
13、塵砂測試
上述環境試驗的相關國家標準如下(部分試驗可能沒有相關國標,或者是我還沒有找到):
1、低溫試驗
按GB/T2423.1—89《電工電子產品環境試驗第二部分:試驗方法低溫試驗》;
GB/T2423.22—87《電工電子產品環境試驗第二部分:試驗方法溫度變化試驗方法》進行低溫試驗及溫度變化試驗。
溫度范圍:-70℃~10℃。
2、高溫試驗
按GB/T2423.2—89《電工電子產品環境試驗第二部分:試驗方法高溫試驗》
GB/T2423.22—87《電工電子產品環境試驗第二部分:試驗方法溫度變化試驗方法》進行高溫試驗及溫度變化試驗。
溫度范圍:10℃~210℃
3、濕熱試驗
按GB/T2423.3—93《電工電子產品環境試驗第二部分:試驗方法恒定濕熱試驗》
GB/T2423.4—93《電工電子產品環境試驗第二部分:試驗方法交變濕熱試驗》進行恒定濕熱試驗及交變濕熱試驗。
濕度范圍:30%RH~RH
4、霉菌試驗
按GB/T2423.16—90《電工電子產品環境試驗第二部分:試驗方法長霉試驗》進行霉菌試驗。
5、鹽霧試驗
按GB/T2423.17—93《電工電子產品環境試驗第二部分:試驗方法鹽霧試驗》進行鹽霧試驗。
6、低氣壓試驗
按GB/T2423.21—92《電工電子產品環境試驗第二部分:試驗方法低氣壓試驗》
GB/T2423.25—92《電工電子產品環境試驗第二部分:試驗方法低溫/低氣壓試驗》
GB/T2423.26—92《電工電子產品環境試驗第二部分:試驗方法高溫/低氣壓試驗》
進行低氣壓試驗,高、低溫/低氣壓試驗。試驗范圍:-70℃~100℃0~760mmHg20%~95%RH。
7、振動試驗
按GB/T2423.10—95《電工電子產品環境試驗第二部分:試驗方法振動試驗》進行振動試驗。
頻率范圍(機械振動臺):5~60Hz(定頻振動5~80Hz),zui大位移振幅3.5mm(滿載)。
頻率范圍(電磁振動臺):5~3000Hz,zui大位移25mmP-P。
8、沖擊試驗
按GB/T2423.5—95《電工電子產品環境試驗第二部分:試驗方法沖擊試驗》進行沖擊試驗。
沖擊加速度范圍:(50~1500)m/s2。
9、碰撞試驗
按GB/T2423.6—95《電工電子產品環境試驗第二部分:試驗方法碰撞試驗》進行碰撞試驗。
10、跌落試驗
按GB/T2423.7—95《電工電子產品環境試驗第二部分:試驗方法傾跌與翻到試驗》
GB/T2423.8—95《電工電子產品環境試驗第二部分:試驗方法自由跌落試驗》進行跌落試驗。
說明:
上面13項比較全面地概括了產品在實現使用過程中碰到的外界環境;實際測試時,因為各產品本身屬性的相差較遠、使用環境相差也很大,各公司可以根據產品的特點,適當選取、增加一些項目來測試(此產品對應的國/行標中要求的必測試項目,當然是必須測試的);也可以根據產品特定的使用環境與使用方法,自行設計一些新測試項目,以驗證產品是否能長期工作。
測試條件:
不同的產品測試條件不一樣;就拿高溫測試來說,有些產品要求做高溫貯存測試,有些要求做高溫運行測試,有些產品的高溫用85℃做測試,有些產品的高溫是用65℃做測試。但是,宗旨只有一個,那就是至少滿足國/行標。要測試一種產品的可靠性,找到這種產品的國/行標是必需的,按照國/行標的要求和指引找出必須的測試項目與各項目的測試方法,從而進行環境測試;同一種產品,在不同的階段,測試條件也不一樣;一般而言,產品會經過研發、小批量試產、批量生產三個不同的階段。在研發階段,測試條件zui嚴(應力zui大)、測試延續的時候zui短;小批量試產階段,測試應力適中、測試時間適中;批量生產階段,測試應力zui小、測試時間較短;三個階段的主要差別見下表:階段實驗目的實驗特點實驗要求研發發現設計缺陷,擴大設計余量高應力、短時間*中試考察產品是否達到基本的可靠性水平中應力、中長時間無明顯故障批量生產生產工藝條件的穩定性低應力、短時間有條件的允許故障發生鑒定鑒定產品的可靠性、計算產品的MTBF低應力、長時間無特別要求