電工電子產(chǎn)品振動(dòng)試驗(yàn)?zāi)芰︱?yàn)證方法

張浩

四川省電子產(chǎn)品監(jiān)督檢驗(yàn)所 四川成都 6 10100

電工電子產(chǎn)品在出廠之前，為了保證其穩(wěn)定性以及可靠性，需要針對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行周密的檢測(cè)，而環(huán)境測(cè)試就是最為基礎(chǔ)的一種，其主要的目的就是檢查該產(chǎn)品對(duì)于實(shí)際工作環(huán)境的適應(yīng)能力。而在環(huán)境試驗(yàn)當(dāng)中，正弦振動(dòng)測(cè)試就是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，通過模擬各種實(shí)際生活中的振動(dòng)，比如旋轉(zhuǎn)、震蕩、脈沖振動(dòng)等確保產(chǎn)品在工作中不會(huì)因振動(dòng)問題而出現(xiàn)失靈的情況。

1 正弦振動(dòng)實(shí)驗(yàn)介紹

想要了解正弦振動(dòng)試驗(yàn)的具體試驗(yàn)方式以及對(duì)于試驗(yàn)結(jié)論的分析，先要了解什么是正弦振動(dòng)試驗(yàn)。簡(jiǎn)單來說，這種試驗(yàn)就是在特定的試驗(yàn)室當(dāng)中，讓待檢測(cè)電子產(chǎn)品處于模擬工作的狀態(tài)中，同時(shí)利用適合的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)來制造出電子產(chǎn)品在使用、運(yùn)輸以及貯藏過程中可能受到的振動(dòng)，觀察在不同類型的振動(dòng)中電子產(chǎn)品所發(fā)生的變化。由于電工電子產(chǎn)品具有比較固定的使用環(huán)境與應(yīng)用范圍，因此在試驗(yàn)的過程中，通過調(diào)整位移幅度值以及加速度等參數(shù)，就可以得到較為可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)[1]。

2 振動(dòng)對(duì)電工電子產(chǎn)品的影響

電工電子產(chǎn)品由于其內(nèi)部存在大量精密零件，且自身體積小，在受到各種不同的振動(dòng)或者沖擊的情況之下會(huì)對(duì)其性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。從總體上來說，振動(dòng)對(duì)于電工電子裝置所帶來的影響主要有三種。首先是對(duì)電子產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成物理性的破壞，比如斷裂、拉伸、變形等，這種破壞具有永久性，通常情況下只能通過更換的方式來解決。其次是工作性能受到影響，在高頻振動(dòng)影響之下，電子設(shè)備內(nèi)部的元器件可能發(fā)生微小的位移，可能導(dǎo)致元器件之間的連接突然斷開，造成接觸不良的情況，讓其處于不穩(wěn)定的工作狀態(tài)中。最后，振動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致電子產(chǎn)品工藝性損傷，比如說螺絲的松動(dòng)或者是脫焊等問題，雖然工藝問題處理起來比較簡(jiǎn)單，但是發(fā)生的頻率比較高，對(duì)產(chǎn)品的正常使用也會(huì)產(chǎn)生一定的消極影響。

3 電工電子產(chǎn)品檢測(cè)過程

為了更好地說明振動(dòng)試驗(yàn)的運(yùn)行方式，我們以某振動(dòng)測(cè)試盒的安裝以及運(yùn)行為例子。該測(cè)試盒帶有一個(gè)振動(dòng)探頭，其作用是檢測(cè)X、Y、Z三個(gè)方向的加速度。其中X軸與Y軸呈現(xiàn)出水平垂直關(guān)系。此次檢測(cè)依據(jù)GB/T2423.10《環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)Fc：振動(dòng)（正弦）》中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行（如表1）。在樣品的安裝環(huán)節(jié)，試驗(yàn)人員需要用膠水把振動(dòng)測(cè)試探頭固定在振動(dòng)工作臺(tái)的中心，同時(shí)將該探頭的另一端與振動(dòng)測(cè)試盒相連。在連接完成之后，工作人員可以給測(cè)試盒供電，在本次試驗(yàn)中采用的電源為220V-50Hz，在其處于靜止?fàn)顟B(tài)的時(shí)候啟動(dòng)電源，此時(shí)測(cè)試盒上的顯示器顯示出具體數(shù)值，表明其處于正常工作狀態(tài)中[2]。當(dāng)試驗(yàn)正式開始之后，試驗(yàn)人員需要在試驗(yàn)進(jìn)行到第4分鐘的時(shí)候記錄顯示器上所呈現(xiàn)的在X、Y、Z三個(gè)方向上的加速度。

4 分析結(jié)果

4.1 評(píng)價(jià)原則

在得到了試驗(yàn)數(shù)據(jù)之后，工作人員就要開始對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在本次試驗(yàn)當(dāng)中，分別將X、Y、Z三個(gè)軸方向的振動(dòng)加速度作為檢測(cè)對(duì)象，依照《能力驗(yàn)證結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理和能力評(píng)價(jià)指南》中的統(tǒng)計(jì)方式進(jìn)行計(jì)算，得出測(cè)試盒能力評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)差以及指定數(shù)值，以試驗(yàn)室Z比分?jǐn)?shù)對(duì)其進(jìn)行推算，Z比分?jǐn)?shù)的公式為Z=（x-X）/δ。在這個(gè)公式中，x表示本次試驗(yàn)最終測(cè)得的數(shù)值，X表示試驗(yàn)指定值，也就是試驗(yàn)結(jié)果數(shù)值的穩(wěn)健平均值，而δ則代表能力評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)差。

表1 正弦振動(dòng)試驗(yàn)參數(shù)

4.2 參數(shù)設(shè)計(jì)

在正弦振動(dòng)測(cè)試中，正弦掃頻振動(dòng)常常會(huì)由于參數(shù)設(shè)置出現(xiàn)錯(cuò)誤而影響到掃頻振動(dòng)結(jié)果，其主要原因在于交越點(diǎn)前的位置數(shù)值在設(shè)定的時(shí)候出現(xiàn)問題。一般情況下，在設(shè)計(jì)振動(dòng)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)譜過程中，其數(shù)值應(yīng)為位移峰值（p-p）[3]。但在實(shí)際試驗(yàn)過程中，很多測(cè)試大綱當(dāng)中所記錄的都是位移的單峰值。因此需要通過校準(zhǔn)交越點(diǎn)的位移值來提升掃頻振動(dòng)數(shù)值的精度，確保振動(dòng)臺(tái)檢測(cè)目標(biāo)譜的正確性。

4.3 Z比分?jǐn)?shù)演算

在此次試驗(yàn)當(dāng)中，三個(gè)方向上的加速度穩(wěn)定平均值為λ，穩(wěn)健標(biāo)準(zhǔn)差為ε，而X、Y、Z三個(gè)方向上的加速度數(shù)值為x（如表2），那么根據(jù)Z比分?jǐn)?shù)公式，可以得到其在三個(gè)不同方向上的加速度Z比分?jǐn)?shù)數(shù)值：Zx=0.6，Zy=0.9，Zz=0.2，三個(gè)數(shù)值均小于2，代表三個(gè)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)均為滿意。

表2 穩(wěn)健平均值、標(biāo)準(zhǔn)差與顯示數(shù)值在X、Y、Z三個(gè)方向上的加速度

5 結(jié)語(yǔ)

在進(jìn)行電工電子產(chǎn)品振動(dòng)試驗(yàn)過程中，根據(jù)X、Y、Z軸方向加速度的Z比分?jǐn)?shù)，可以驗(yàn)證振動(dòng)試驗(yàn)的能力，保證其試驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)性。此外，為了提升試驗(yàn)成功率，在要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定來安裝樣品，并且對(duì)控制傳感器等裝置進(jìn)行科學(xué)的保養(yǎng)，保證試驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行。