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電磁式繼電器的可靠性試驗(yàn)
點(diǎn)擊次數(shù)：1641 發(fā)布時(shí)間：2017-1-16
在電子元器件中,，繼電器一般被認(rèn)為是一種zui不可靠的電子元件,，在整機(jī)可靠性設(shè)計(jì)中，把繼電器,、電位器,、可調(diào)電感器及可變電容器列為建議不用或少用的元件。 高低溫濕熱快速溫變?cè)囼?yàn)箱
但是,，由于繼電器在控制電路中有*的電氣,、物理特性，其斷態(tài)的高絕緣電阻和通態(tài)的低導(dǎo)通電阻,，使得其它任何電子元器件無法與其相比,，加上繼電器標(biāo)準(zhǔn)化程度高、通用性好,、可簡(jiǎn)化電路等優(yōu)點(diǎn),，所以繼電器廣泛應(yīng)用在航天、航空,、軍用電子裝備,、信息產(chǎn)業(yè)及國民經(jīng)濟(jì)的各種電子設(shè)備中。隨著科技的飛速發(fā)展,，繼電器在程控通信設(shè)備中的使用量還在進(jìn)一步增加,，所以，如何保證繼電器的可靠性,，滿足整機(jī)系統(tǒng)的可靠性,，成為人們關(guān)洋的焦點(diǎn)。
電子元器件的可靠性應(yīng)由兩部分組成,，一是元器件的固有可靠性；二是元器件的使用可靠性,。固有可靠性是元器件可靠性的基礎(chǔ),，主要靠元器件制造商從設(shè)計(jì)、制造等方面進(jìn)行有效的控制,，以保證制造出來的元器件達(dá)到要求的可靠性等級(jí),。使用可靠性則是從使用入手，如何保證和提高元器件的可靠性,，使其能滿足整機(jī)系統(tǒng)的可靠性要求,。沒有高可靠質(zhì)量等級(jí)的元器件，不可能制造出高可靠的電子設(shè)備,，所以元器件的固有可靠性是整機(jī)可靠性的基礎(chǔ),。但是，有了高可靠質(zhì)量等級(jí)的元器件也并不一定能制造出高可靠的整機(jī),，這里面就有一個(gè)使用可靠性的問題,。所謂使用可靠性,，就是根據(jù)各種元器件的特點(diǎn)利用可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)，即元器件的合理選用,、降額設(shè)計(jì),、容差與漂移設(shè)計(jì)、抗振設(shè)計(jì),，熱設(shè)計(jì),、三防設(shè)計(jì)、抗幅射設(shè)計(jì),、電磁兼容設(shè)計(jì),、人機(jī)工程設(shè)計(jì)及維修設(shè)計(jì)等，zui大限度的發(fā)揮元器件固有可靠性的作用,，以達(dá)到整機(jī)系統(tǒng)的可靠性要求,。高低溫濕熱快速溫變?cè)囼?yàn)箱
根據(jù)有關(guān)部門對(duì)整機(jī)失效原因的分析統(tǒng)計(jì)，其中有百分之四十以上的故障是由于元器件選用不合理造成的,。隨著元器件制造技術(shù)的不斷提高,，在元器件的固有可靠性已經(jīng)有了較大提高的情況下，使用可靠性就顯得特別重要,，而且,，隨著整機(jī)系統(tǒng)功能愈來愈全，所用元器件愈來愈多,，對(duì)可靠性要求也愈來愈高,，所以使用可靠性也愈來愈受到科技界的重視，并且發(fā)展成一門新的學(xué)科——人為工程,。
由于繼電器是一種機(jī)電一體化的元件,，是由電磁及機(jī)械傳動(dòng)部份組成的，與其它電子元件相比,，要復(fù)雜得多,，加之在制造過程中有些裝配調(diào)整是手工操作，所以產(chǎn)品的一致性和可靠性要差一些,。但是,，如果在使用中采取一些防范措施，仍能達(dá)到較滿意的效果,。在對(duì)失效繼電器進(jìn)行失效分析中發(fā)現(xiàn),，由于使用原因造成的失效約占百分之三十以上。由以上分析可知,，繼電器可靠性不高,，除自身質(zhì)量原因外，使用不當(dāng)也是一個(gè)主要原因?，F(xiàn)在,，我們重點(diǎn)研究如何在使用中提高繼電器可靠性的措施,。繼電器的種類較多，這里重點(diǎn)研究目前使用較多的電磁繼電器的使用可靠性,。
2合理選擇繼電器
在整機(jī)的可靠性設(shè)計(jì)中,，要求合理選用元器件。元器件的選擇和控制是需要多學(xué)科知識(shí)才能完成的一項(xiàng)任務(wù),，一般應(yīng)由元器件工程師,、可靠性設(shè)計(jì)師、總體及電路設(shè)計(jì)師,、失效分析人員共同完成,。首先要根據(jù)整機(jī)系統(tǒng)的重要程度、可靠性要求,、所使用的環(huán)境條件及成本等項(xiàng)要求綜合考慮和選擇,。選擇時(shí)必須重視以下幾個(gè)方面的要求。
2?1對(duì)使用環(huán)境條件的選擇
環(huán)境條件主要指溫度,、濕度,、低氣壓、振動(dòng),、沖擊等,。環(huán)境條件的好壞對(duì)繼電器可靠性的影響極大。
2?1?1溫度對(duì)繼電器的影響
繼電器是怕熱元件,，在美軍標(biāo)MIL—HDBK—217《電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)》中的14種主要電子元器件的失效數(shù)據(jù)中,，有8種元器件的失效率取決于環(huán)境溫度，其中就包括繼電器,。高溫可加速繼電器內(nèi)部塑料及絕緣材料的老化,、觸點(diǎn)氧化腐蝕、熄弧困難,、電參數(shù)變壞,，使可靠性降低，所以,，要求設(shè)計(jì)時(shí)使繼電器不要靠近發(fā)熱元件，并有良好的通風(fēng)散熱條件,。 高低溫濕熱快速溫變?cè)囼?yàn)箱
繼電器雖然是怕熱元件,，但對(duì)過低溫度（如軍用航空條件－55℃）也不能忽視，低溫可使觸點(diǎn)冷粘作用加劇,，觸點(diǎn)表面起露,，銜鐵表面產(chǎn)生冰膜，使觸點(diǎn)不能正常轉(zhuǎn)換,，尤其是小功率繼電器更為嚴(yán)重,。試驗(yàn)證明,，對(duì)于有些按部標(biāo)生產(chǎn)的國產(chǎn)小功率繼電器，雖然使用條件規(guī)定低溫為－55℃,，但實(shí)際上在此條件下繼電器根本無法進(jìn)行正常轉(zhuǎn)換,，建議在選擇時(shí)要留有充分的余量，對(duì)于重要的軍用電子整機(jī),，建議選用國軍標(biāo)產(chǎn)品,。
2?1?2低氣壓對(duì)繼電器的影響
在低氣壓條件下，繼電器散熱條件變壞,，線圈溫度升高,，使繼電器給定的吸合、釋放參數(shù)發(fā)生變化,，影響繼電器的正常工作,；低氣壓還可使繼電器絕緣電阻降低、觸點(diǎn)熄弧困難,，容易使觸點(diǎn)燒熔,，影響繼電器的可靠性。對(duì)于使用環(huán)境較惡劣的條件,，建議采用整機(jī)密封的辦法,。
2?1?3機(jī)械應(yīng)力對(duì)繼電器的影響
電磁繼電器的簧片均為懸梁結(jié)構(gòu)，固有頻率低,，振動(dòng)和沖擊可引起諧振,，導(dǎo)致繼電器觸點(diǎn)壓力下降，容易產(chǎn)生瞬間斷開或觸點(diǎn)出現(xiàn)抖動(dòng),，嚴(yán)重時(shí)可造成結(jié)構(gòu)損壞,，可動(dòng)的銜鐵部分可產(chǎn)生誤動(dòng)作，影響繼電器的可靠性,。建議設(shè)計(jì)師盡量采取防振措施以防產(chǎn)生諧振,。
根據(jù)上述環(huán)境條件對(duì)繼電器的影響，在選擇繼電器時(shí),，首先要使繼電器滿足整機(jī)規(guī)定的各項(xiàng)環(huán)境條件的要求,。但是，有些設(shè)計(jì)師由于不能全面考慮各項(xiàng)環(huán)境條件,，使研制出來的整機(jī)達(dá)不到合同規(guī)定的要求,。如在軍用機(jī)載電子設(shè)備上選用JRC—5M小型電磁繼電器，設(shè)計(jì)師只重視環(huán)境溫度可滿足整機(jī)要求而忽視振動(dòng),、擊沖條件（軍用機(jī)載條件為196M/S2,、20g、10Hz～2000Hz,，而JRC－5M為49M/S2,、5g,、10Hz～500Hz）。如果有些條不能滿足,，設(shè)計(jì)師要采取防范措施,，否則可靠性得不到保證。
2?2合理選用繼電器質(zhì)量等級(jí) 高低溫濕熱快速溫變?cè)囼?yàn)箱
所謂“質(zhì)量等級(jí)”,，是指元器件在裝機(jī)之前,，按產(chǎn)品執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)或供需雙方的技術(shù)協(xié)議，在制造,、檢驗(yàn)及篩選過程中的質(zhì)量控制等級(jí),。其質(zhì)量系數(shù)πQ是指不同質(zhì)量等級(jí)對(duì)元器件工作失效率λP影響的調(diào)整系數(shù)。元器件的失效率可用下式表示：
λP=λb(πE·πQ·K)
式中:λP表示工作失效率,；
λb表示基本失效率,；
πE表示環(huán)境系數(shù)；