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(chǎn)品的可靠度（也就是為了測出產(chǎn)品的MTBF），我們需要拿出一定的樣品，做較長(cháng)時(shí)間的運行測試，找出每個(gè)樣品的失效時(shí)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(shí)際上是不可能的，因為對這種測試而言，要等到*后一個(gè)樣品出現故障――需要的測試時(shí)間長(cháng)得無(wú)法想象，要所有樣品都出現故障——需要的成本高得無(wú)法想象。 高低溫試驗箱
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(jīng)過(guò)大量專(zhuān)家、長(cháng)時(shí)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(chǎn)品經(jīng)過(guò)這些項目的測試，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到某一水平，經(jīng)過(guò)換算可以計算出MTBF（因產(chǎn)品能通過(guò)這些測試，并無(wú)明顯缺陷出現，說(shuō)明未達到產(chǎn)品的極限能力，所以此時(shí)對應的MTBF是產(chǎn)品的*小值）。其它計算方法見(jiàn)下文。（*應力：就是指外界各種環(huán)境對產(chǎn)品的破壞力，如產(chǎn)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(chǎn)品失效的可能性就大大增加了）；
一、環(huán)境測試
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）；為了確認產(chǎn)品能在這些環(huán)境下正常工作，國標、行標都要求產(chǎn)品在環(huán)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(huán)測試、熱沖擊測試）；
4、高溫高濕測試（濕熱貯存、濕熱循環(huán)）；
5、機械振動(dòng)測試（隨機振動(dòng)測試、掃頻振動(dòng)測試）；
6、汽車(chē)運輸測試（模擬運輸測試、碰撞測試）；
7、機械沖擊測試；
8、開(kāi)關(guān)電測試；
9、電源拉偏測試；
10、冷啟動(dòng)測試；
11、鹽霧測試；
12、淋雨測試；
13、塵砂測試；
上述環(huán)境試驗的相關(guān)國家標準如下（部分試驗可能沒(méi)有相關(guān)國標，或者是我還沒(méi)有找到）：
1、低溫試驗
按GB/T2423.1—89《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法低溫試驗》；
GB/T2423.22—87《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法溫度變化試驗方法》
進(jìn)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(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法高溫試驗》；
GB/T2423.22—87《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法溫度變化試驗方法》
進(jìn)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(chǎn)品環(huán)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(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法交變濕熱試驗》
進(jìn)行恒定濕熱試驗及交變濕熱試驗。
濕度范圍：30%RH～100%RH
4、霉菌試驗
按GB/T2423.16—90《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法長(cháng)霉試驗》進(jìn)行霉菌試驗。
5、鹽霧試驗
按GB/T2423.17—93《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法鹽霧試驗》進(jìn)行鹽霧試驗。
6、低氣壓試驗
按GB/T2423.21—92《電工電子產(chǎn)品環(huán)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(chǎn)品環(huán)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(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法高溫/低氣壓試驗》；
進(jìn)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(dòng)試驗
按GB/T2423.10—95《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法振動(dòng)試驗》進(jìn)行振動(dòng)試驗。
頻率范圍（機械振動(dòng)臺）：5～60Hz（定頻振動(dòng)5～80Hz），*大位移振幅3.5mm（滿(mǎn)載）。頻率范圍（電磁振動(dòng)臺）：5～3000Hz，*大位移25mmP-P。
8、沖擊試驗
按GB/T2423.5—95《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法沖擊試驗》進(jìn)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(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法碰撞試驗》進(jìn)行碰撞試驗。
10、跌落試驗
按GB/T2423.7—95《電工電子產(chǎn)品環(huán)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(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法自由跌落試驗》進(jìn)行跌落試驗。
說(shuō)明：上面13項比較**地概括了產(chǎn)品在實(shí)現使用過(guò)程中碰到的外界環(huán)境；實(shí)際測試時(shí)，因為各產(chǎn)品本身屬性的相差較遠、使用環(huán)境相差也很大，各公司可以根據產(chǎn)品的特點(diǎn)，適當選取、增加一些項目來(lái)測試（此產(chǎn)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(chǎn)品特定的使用環(huán)境與使用方法，自行設計一些新測試項目，以驗證產(chǎn)品是否能長(cháng)期工作。
測試條件：不同的產(chǎn)品測試條件不一樣；就拿高溫測試來(lái)說(shuō)，有些產(chǎn)品要求做高溫貯存測試，有些要求做高溫運行測試，有些產(chǎn)品的高溫用85℃做測試，有些產(chǎn)品的高溫是用65℃做測試。但是，宗旨只有一個(gè)，那就是至少滿(mǎn)足國/行標。要測試一種產(chǎn)品的可靠性，找到這種產(chǎn)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(jìn)行環(huán)境測試；
同一種產(chǎn)品，在不同的階段，測試條件也不一樣；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，測試條件*嚴（應力*大）、測試延續的時(shí)候*短；小批量試產(chǎn)階段，測試應力適中、測試時(shí)間適中；批量生產(chǎn)階段，測試應力*小、測試時(shí)間較短；三個(gè)階段的主要差別見(jiàn)下表：
階段實(shí)驗目的實(shí)驗特點(diǎn)實(shí)驗要求
研發(fā)發(fā)現設計缺陷，擴大設計余量高應力、短時(shí)間無(wú)故障
中試考察產(chǎn)品是否達到基本的可靠性水平中應力、中長(cháng)時(shí)間無(wú)明顯故障
批量生產(chǎn)生產(chǎn)工藝條件的穩定性低應力、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、計算產(chǎn)品的MTBF低應力、長(cháng)時(shí)間無(wú)特別要求
加速環(huán)境試驗技術(shù)
傳統的環(huán)境試驗是基于真實(shí)環(huán)境模擬的試驗方法，稱(chēng)為環(huán)境模擬試驗。這種試驗方法的特點(diǎn)是：模擬真實(shí)環(huán)境，加上設計裕度，確保試驗過(guò)關(guān)。其缺陷在于試驗的效率不高，并且試驗的資源耗費巨大。
加速環(huán)境試驗AET(AcceleratedEnvironmentalTesting)是一項新興的可靠性試驗技術(shù)。該技術(shù)突破了傳統可靠性試驗的技術(shù)思路，將激發(fā)的試驗機制引入到可靠性試驗，可以大大縮短試驗時(shí)間，提高試驗效率，降低試驗耗損。加速環(huán)境試驗技術(shù)領(lǐng)域的研究與應用推廣對可靠性工程的發(fā)展具有重要的現實(shí)意義。
加速環(huán)境試驗
激發(fā)試驗(Stimulation)通過(guò)施加激發(fā)應力、環(huán)境快速檢測來(lái)**產(chǎn)品的潛在缺陷。試驗所施加的應力并不模擬真實(shí)環(huán)境，而以提高激發(fā)效率為目標。
加速環(huán)境試驗是一種激發(fā)試驗，它通過(guò)強化的應力環(huán)境來(lái)進(jìn)行可靠性試驗。加速環(huán)境試驗的加速水平通常用加速因子來(lái)表示。加速因子定義為設備在自然服役環(huán)境下的壽命與在加速環(huán)境下的壽命之比。
施加的應力可以是溫度、振動(dòng)、壓力和濕度(即所謂“四綜合”)及其它應力，應力的組合亦是有些場(chǎng)合更為有效的激發(fā)方式。高溫變率的溫度循環(huán)和寬帶隨機振動(dòng)是公認*有效的激發(fā)應力形式。加速環(huán)境試驗有2種基本類(lèi)型：加速壽命試驗(AcceleratedLifeTesting)、可靠性強化試驗(ReliabilityEnhancementTesting)。
可靠性強化試驗(RET)用以暴露與產(chǎn)品設計有關(guān)的早期失效故障，但同時(shí)，也用于確定產(chǎn)品在有效壽命期內抗隨機故障的強度。加速壽命試驗的目的是找出產(chǎn)品是如何發(fā)生、何時(shí)發(fā)生、為何發(fā)生磨耗失效的。
下面分別對2種基本類(lèi)型進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。 高低溫試驗箱
1、加速壽命試驗(ALT)
加速壽命試驗只對元器件、材料和工藝方法進(jìn)行，用于確定元器件、材料及生產(chǎn)工藝的壽命。其目的不是暴露缺陷，而是識別及量化在使用壽命末期導致產(chǎn)品損耗的失效及其失效機理。有時(shí)產(chǎn)品的壽命很長(cháng)，為了給出產(chǎn)品的壽命期，加速壽命試驗必須進(jìn)行足夠長(cháng)的時(shí)間。
加速壽命試驗是基于如下假設：即受試品在短時(shí)間、高應力作用下表現出的特性與產(chǎn)品在長(cháng)時(shí)間、低應力作用下表現出來(lái)的特性是一致的。為了縮短試驗時(shí)間，采用加速應力，即所謂高加速壽命試驗(HALT)。
加速壽命試驗提供了產(chǎn)品預期磨損機理的有價(jià)值數據，這在當今的市場(chǎng)上是很關(guān)鍵的，因為越來(lái)越多的消費者對其購買(mǎi)的產(chǎn)品提出了使用壽命要求。估計使用壽命僅僅是加速壽命試驗的用處之一。它能使設計者和生產(chǎn)者對產(chǎn)品有更**的了解，識別出關(guān)鍵的元器件、材料和工藝，并根據需要進(jìn)行改進(jìn)及控制。另外試驗得出的數據使生產(chǎn)廠(chǎng)商和消費者對產(chǎn)品有充分的信心。
加速壽命試驗的對象是抽樣產(chǎn)品。
2、可靠性強化試驗(RET)
可靠性強化試驗有許多名稱(chēng)和形式，如步進(jìn)應力試驗、應力壽命試驗(STRIEF)、高加速壽命試驗(HALT)等。RET的目的是通過(guò)系統地施加逐漸增大的環(huán)境應力和工作應力，來(lái)激發(fā)故障和暴露設計中的薄弱環(huán)節，從而評價(jià)產(chǎn)品設計的可靠性。因此，RET應該在產(chǎn)品設計和發(fā)展周期中*初的階段實(shí)施，以便于修改設計。
國外可靠性的有關(guān)研究人員在80年代初就注意到由于設計潛在缺陷的殘留量較大，給可靠性的提高提供了可觀(guān)的空間，另外價(jià)格和研制周期問(wèn)題也是當今市場(chǎng)競爭的焦點(diǎn)。研究證明，RET不失為解決這個(gè)問(wèn)題的*好方法之一。它獲得的可靠性比傳統的方法高得多，更為重要的是，它在短時(shí)間內就可獲得早期可靠性，無(wú)須像傳統方法那樣需要長(cháng)時(shí)間的可靠性增長(cháng)(TAAF)，從而降低了成本。
環(huán)境試驗設備的可靠性測試
掃一掃關(guān)注一品
