電磁繼電器加速壽命試驗系統(tǒng)的設(shè)計

一、引言

　　電磁繼電器廣泛應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)控制、農(nóng)業(yè)、交通運輸、國防軍事、空間技術(shù)及日常生活等領(lǐng)域，是遠控、遠測、通訊、檢測、保護等電子設(shè)備不可缺少的基本元件，它是否正常工作將直接關(guān)系到含有該繼電器的設(shè)備或產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。隨著繼電器技術(shù)的發(fā)展及繼電器應(yīng)用范圍的不斷擴大，對繼電器的性能、壽命、可靠性等方面的要求越來越高。

　　在整個壽命期內(nèi)，任何產(chǎn)品都有貯存、運輸、待命、工作等任務(wù)階段，每個任務(wù)階段對應(yīng)不同的環(huán)境剖面與時間，要求產(chǎn)品在任何工作階段均能完成規(guī)定的功能。對長期處于工作狀態(tài)的產(chǎn)品，產(chǎn)品的工作可靠度主要取決于工作階段的環(huán)境與工作時間。對一次性使用的產(chǎn)品，由于貯存時間遠遠大于使用時間，其工作可靠度與貯存時間有關(guān)。因此，如何使用更科學(xué)的技術(shù)手段，對產(chǎn)品的工作可靠性和貯存可靠性進行較客觀的猜測與評估，是產(chǎn)品應(yīng)用與發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

　　 國內(nèi)部分生產(chǎn)單位開始用微機檢測系統(tǒng)對電磁繼電器的壽命及其他參數(shù)進行檢測，但它是在正常工作條件下，采用一般壽命試驗方法估計產(chǎn)品的各種可靠性特征。對壽命特別長的產(chǎn)品來說，這種方法并分歧適。由于它需要花費很長的試驗時間，甚至來不及作完壽命試驗，新的產(chǎn)品又設(shè)計出來，老產(chǎn)品就要被淘汰。針對以上間題，經(jīng)過不斷研究，在壽命試驗的基礎(chǔ)上，本文提出了加大應(yīng)力、縮短時間的加速壽命試驗方法。

　　二、加速壽命試驗分析

　　 加速壽命試驗就是用人工方法加大試驗應(yīng)力（如熱應(yīng)力、濕應(yīng)力、機械應(yīng)力等）的方法，加快元器件失效，縮短試驗時間，以便在較短的時間內(nèi)猜測出在正常的（即額定的或?qū)嶋H使用的）條件下的壽命特征。加速壽命試驗的分析方法主要是利用元器件的失效數(shù)據(jù)，運用加速壽命曲線推算出該批元器件在正常條件下的可靠性壽命特征。這類試驗方法應(yīng)用較廣泛，主要原因是研究周期短，可大大縮短試驗時間。

　　加速壽命試驗通常分以下3種：

　　（一）恒定應(yīng)力加速壽命試驗

　　 即把一種應(yīng)力加在受試產(chǎn)品樣品上，該應(yīng)力水平在整個試驗中保持不變，為了達到加速失效縮短試驗時間的目的，要求各組壽命試驗的應(yīng)力都高于正常工作條件下的應(yīng)力。即在不改變產(chǎn)品失效機理的條件下，模擬實際的環(huán)境因素，適當(dāng)進步應(yīng)力等級，在短期內(nèi)得出與現(xiàn)場長期貯存試驗相似的結(jié)果。

　?。ǘ┎竭M應(yīng)力加速壽命試驗
　　這是一種隨時間、分階段逐步在受試樣品上增加應(yīng)力，直到樣品開始出現(xiàn)大量失效為止的試驗方法。

　　（三）序進應(yīng)力加速壽命試驗

　　這是一種隨時間等速增加應(yīng)力到受試產(chǎn)品樣品上，直到樣品開始出現(xiàn)大量失效為止的試驗方案。采用該方案時，產(chǎn)品不分組，應(yīng)力不分檔，應(yīng)力等速升高，直到發(fā)生一定數(shù)目的故障為止。它所施加的應(yīng)力水平將隨時間等速上升，因此這種試驗需要有專門的設(shè)備。

　　在上述3種加速壽命試驗中，恒定應(yīng)力加速壽命試驗更為成熟，數(shù)據(jù)易處理，外推精度高。盡管這種試驗所需時間不是最短，但與一般的壽命試驗相比還是縮短了不少時間，因此它較常用。

　　影響電磁繼電器壽命的因素很多。比如，在存貯過程中，產(chǎn)品的各項性能受溫度、濕度、光照、腐蝕、氧化、干裂、軟化、霉變、結(jié)晶等環(huán)境因素的影響很大。特別是非金屬材料，在溫度、濕度、天氣等條件下，更有明顯的老化現(xiàn)象，貯存時間越長，老化越嚴重，甚至失效報廢，其中溫度對電磁繼電器壽命的影響尤為明顯，因而本試驗裝置采用溫度為恒定應(yīng)力加速壽命試驗的加速應(yīng)力，即將測試樣品放進一定溫度，丈量在此環(huán)境下的試驗數(shù)據(jù)。

　　三、硬件設(shè)計

　　電磁繼電器壽命加速試驗裝置包括試驗控制柜、負載、自動調(diào)溫箱（提供加速應(yīng)力）3部分，其中控制柜由工控機、數(shù)據(jù)采集控制電路、線圈驅(qū)動電路組成，是設(shè)計的主要內(nèi)容。硬件電路結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。