電工電子產品振動試驗能力驗證方法

張浩

四川省電子產品監督檢驗所 四川成都 6 10100

電工電子產品在出廠之前，為了保證其穩定性以及可靠性，需要針對各項參數進行周密的檢測，而環境測試就是最為基礎的一種，其主要的目的就是檢查該產品對于實際工作環境的適應能力。而在環境試驗當中，正弦振動測試就是非常重要的一個環節，通過模擬各種實際生活中的振動，比如旋轉、震蕩、脈沖振動等確保產品在工作中不會因振動問題而出現失靈的情況。

1 正弦振動實驗介紹

想要了解正弦振動試驗的具體試驗方式以及對于試驗結論的分析，先要了解什么是正弦振動試驗。簡單來說，這種試驗就是在特定的試驗室當中，讓待檢測電子產品處于模擬工作的狀態中，同時利用適合的振動試驗臺來制造出電子產品在使用、運輸以及貯藏過程中可能受到的振動，觀察在不同類型的振動中電子產品所發生的變化。由于電工電子產品具有比較固定的使用環境與應用范圍，因此在試驗的過程中，通過調整位移幅度值以及加速度等參數，就可以得到較為可靠的試驗數據[1]。

2 振動對電工電子產品的影響

電工電子產品由于其內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或者沖擊的情況之下會對其性能產生嚴重影響。從總體上來說，振動對于電工電子裝置所帶來的影響主要有三種。首先是對電子產品內部結構造成物理性的破壞，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，在高頻振動影響之下，電子設備內部的元器件可能發生微小的位移，可能導致元器件之間的連接突然斷開，造成接觸不良的情況，讓其處于不穩定的工作狀態中。最后，振動可能會導致電子產品工藝性損傷，比如說螺絲的松動或者是脫焊等問題，雖然工藝問題處理起來比較簡單，但是發生的頻率比較高，對產品的正常使用也會產生一定的消極影響。

3 電工電子產品檢測過程

為了更好地說明振動試驗的運行方式，我們以某振動測試盒的安裝以及運行為例子。該測試盒帶有一個振動探頭，其作用是檢測X、Y、Z三個方向的加速度。其中X軸與Y軸呈現出水平垂直關系。此次檢測依據GB/T2423.10《環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Fc：振動（正弦）》中的相關參數進行（如表1）。在樣品的安裝環節，試驗人員需要用膠水把振動測試探頭固定在振動工作臺的中心，同時將該探頭的另一端與振動測試盒相連。在連接完成之后，工作人員可以給測試盒供電，在本次試驗中采用的電源為220V-50Hz，在其處于靜止狀態的時候啟動電源，此時測試盒上的顯示器顯示出具體數值，表明其處于正常工作狀態中[2]。當試驗正式開始之后，試驗人員需要在試驗進行到第4分鐘的時候記錄顯示器上所呈現的在X、Y、Z三個方向上的加速度。

4 分析結果

4.1 評價原則

在得到了試驗數據之后，工作人員就要開始對試驗數據進行分析。在本次試驗當中，分別將X、Y、Z三個軸方向的振動加速度作為檢測對象，依照《能力驗證結果的統計處理和能力評價指南》中的統計方式進行計算，得出測試盒能力評定的標準差以及指定數值，以試驗室Z比分數對其進行推算，Z比分數的公式為Z=（x-X）/δ。在這個公式中，x表示本次試驗最終測得的數值，X表示試驗指定值，也就是試驗結果數值的穩健平均值，而δ則代表能力評定的標準差。

表1 正弦振動試驗參數

4.2 參數設計

在正弦振動測試中，正弦掃頻振動常常會由于參數設置出現錯誤而影響到掃頻振動結果，其主要原因在于交越點前的位置數值在設定的時候出現問題。一般情況下，在設計振動試驗目標譜過程中，其數值應為位移峰值（p-p）[3]。但在實際試驗過程中，很多測試大綱當中所記錄的都是位移的單峰值。因此需要通過校準交越點的位移值來提升掃頻振動數值的精度，確保振動臺檢測目標譜的正確性。

4.3 Z比分數演算

在此次試驗當中，三個方向上的加速度穩定平均值為λ，穩健標準差為ε，而X、Y、Z三個方向上的加速度數值為x（如表2），那么根據Z比分數公式，可以得到其在三個不同方向上的加速度Z比分數數值：Zx=0.6，Zy=0.9，Zz=0.2，三個數值均小于2，代表三個試驗結構均為滿意。

表2 穩健平均值、標準差與顯示數值在X、Y、Z三個方向上的加速度

5 結語

在進行電工電子產品振動試驗過程中，根據X、Y、Z軸方向加速度的Z比分數，可以驗證振動試驗的能力，保證其試驗結果的精準性。此外，為了提升試驗成功率，在要嚴格按照相關規定來安裝樣品，并且對控制傳感器等裝置進行科學的保養，保證試驗能夠順利進行。