CN104346982A - 可靠性试验教学装置 - Google Patents

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Abstract

一种针对电子元器件或PCB功能电路的可靠性试验教学设备领域。本装置由电参数采集模块1、电应力加载模块2、试验样品放置台3、显示器4、工作台5和PC机6组成。PC机也可由单片机、PLC及工控机等其他智能控制器代替，电参数采集模块也可由万用表、示波器等其它检测设备代替。本发明可对试验样品进行恒定电压（电流）或给定的函数规律进行电压或电流加载，加载时间与规律由PC机控制，同时对试验样品电参数进行采集与失效判定，自动记录和分析试验数据。本发明具有试验内容可订制、试验结果自动分析、试验过程可见、试验可复现的特点。本发明解决了可靠性试验教学要求效率高、试验内容柔性、试验与分析直观可见等可靠性试验教学难题。

Description

可靠性试验教学装置
技术领域
本发明涉及一种可靠性试验教学装置，试验对象为电子元器件或PCB功能电路。
背景技术
目前的可靠性技术类课程均有可靠性试验环节，而可靠性试验教学装置缺乏，现在使用的可靠性试验装置均不是教学专用装置，而是采用企业生产或专门面向企业产品可靠性分析与测试的可靠性试验装置，不能满足可靠性试验教学要求。主要体现在：
①现有装置功能不全：只能按要求施加环境应力，而无对试验结果进行检测与分析的功能，更不能对试验内容进行订制；
②试验效率不能满足教学要求：试验大多要求时间过长，不能在1～2个课时内完成所有试验任务；
③试验环境有缺陷：目前试验效率稍高的可靠性试验装置大多有水、酸、振动噪声等其它对教学环境有不良影响的因素存在。
本发明针对电子元器件或PCB功能电路的可靠性试验要求，采用智能控制技术，集成了电应力加载、电参数采集、试验结果分析等功能，具有体积小、试验环境好、试验过程可控制、试验分析过程与试验结果在显示屏上直观可见、试验效率高、试验内容可订制等其他同类装置不具有的特点，充分满足可靠性试验的教学要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种教学专用的可靠性试验装置，将电子元器件或PCB功能电路作为试验样品，进行可靠性试验教学，但本发明也可应用到面向企业产品的可靠性分析与测试中。
本发明提供的教学专用试验装置（见附图），其特征在于：试验装置由电参数采集模块1、电应力加载模块2、试验样品放置台3、显示器4、工作台5、PC机6组成，作为装置的变型，也可将电参数采集模块1用万用表、示波器等其他检测设备代替，将PC机6用单片机、PLC等其他智能控制器代替。
所述电参数采集模块1用于对试验样品进行试验前后或试验过程中的电性能参数采集，具有1个或多个对试验样品进行物理连线的接头，具有对采集信号进行信号调理的功能，电参数采集模块1受控于PC机6。
所述电应力加载模块2用于试验时对试验样品进行电应力加载，电应力加载模块受控于PC机。
所述样品放置台3用于进行可靠性试验时放置试验样品，其特征在于可以固定1个或多个试验样品，并具有将每个样品与电参数采集模块1和电应力加载装置2进行物理连线的接头。
所述PC机显示器4用于对试验输入参数、试验过程监测参数和试验分析过程的显示。
所述工作台5用于支撑电参数采集模块1、电应力加载模块2、试验样品放置台3和PC机显示器4，也可放置其他相关的电参数检测装置。
所述PC机6用于试验前的试验参数输入，试验样品电参数的检测与显示，试验过程订制与监控，并能对试验结果进行数据分析与处理，给出试验结果。
附图说明
图1为该新型可靠性试验教学装置模块构成示意图。
图中，1为电参数采集模块，2为电应力加载模块，3为试验样品放置台、4为PC机显示器，5为工作台，6为PC机主机。作为装置的另一种形式，也可以改用万用表、示波器等其他检测装置代替电参数采集模块1，由单片机、PLC等其他智能控制器代替PC机6（包括显示器5）。
图1只表示该发明模块构成，各个模块的具体位置可以与图1所示的布局不同。
具体实施方式
下面结合附图及实施例详细说明本发明内容，在具体实施方式中，对试验样品进行可靠性试验。
①将1个或多个试验样品放置在样品放置台3上；
②对每个样品与电参数采集模块1进行物理连线；
③启动PC机6，运行可靠性试验软件；
④在软件主界面设定可靠性试验类型和电应力加载方法，设定试验样品性能参数的失效阈值；
⑤按试验要求，将每个样品与电应力加载模块2的相应接插件进行物理连线；
⑥在PC机上订制可靠性试验内容，然后进入PC机应力加载程序，设定应力加载参数，启动电应力加载。应力加载期间，可根据试验要求连续或间断地对试验样品电参数进行监测，并自动与失效阈值比对，判定样品是否失效，记录和保存到PC机6存储设备中，并将监测结果与当前试验状态显示在显示器4上；
⑦试验结束后，PC机6能将试验过程参数调出，在显示器4上回放，观察试验过程中应力加载参数与试验样品的相关性能参数变化；
⑧对试验过程与结果确认后，断开试验样品与电应力加载模块2和电参数采集模块1之间的物理连接；
⑨试验全部结束后，进入试验数据分析处理程序，PC机6对试验结果自动分析，给出分析结果。
本发明所描述的电应力加载可以对试验样品进行电冲击、恒定电压（电流）或按给定的函数规律进行电压或电流加载，加载时间与规律由PC机6程序设定。
本发明所描述的电参数采集由PC机6控制实现，采集参数包括电阻、电感、电压、电流、容量、充放电时间、脉冲波形上升沿或下降沿、波形幅值、频率或相位变化等参数。
本发明所描述的试验内容订制，指可指定完全样本可靠性试验、定时结尾可靠性试验、定数结尾可靠性试验、可靠性加速试验、可靠性验收试验、可靠性增长试验的等试验类型，并能指定电应力加载方法，一旦试验内容订制完成，PC机自动调用相应程序模块按订制试验内容进行试验。
本发明所描述的试验数据分析处理，包括失效率、可靠性特征量的计算、加速系数与加速方程的计算及失效分布函数拟合与检验、参数估计与检验等，除此外，还可进行产品质量的SPC数据统计与分析，其处理过程根据相关国家标准或试验要求，由PC机6调用不同的程序模块自动完成。

Claims (6)

1.一种可靠性试验教学装置，其主要特征在于：由工作台、PC机、电应力加载模块、电参数采集模块、试验样品放置台等模块构成。
2.根据权利要求1所述的可靠性试验教学装置，PC机具有对试验过程监控、试验数据采集、显示与保存和试验结果分析的功能，试验教学装置中的PC机也可由单片机、PLC、工控机等其他智能控制器代替。
3.根据权利要求1所述的可靠性试验教学装置，本发明可以进行试验内容订制，即可选择完全样本可靠性试验、定时结尾可靠性试验、定数结尾可靠性试验、可靠性加速试验、可靠性筛选试验、可靠性验收（鉴定）试验、可靠性增长试验等试验类型，并能指定相应的电应力加载方法，一旦试验内容订制完成，PC机自动调用相应程序模块按订制试验内容进行试验。
4.根据权利要求1所述的可靠性试验教学装置，电应力加载模块可以对试验样品进行电冲击、恒定电压（电流）或按给定的函数规律进行电应力加载，加载时间及其变化规律由PC机程序设定。
5.根据权利要求1所述的可靠性试验教学装置，电参数采集模块由PC机控制，能对包括电阻、电感、电压、电流、容量、充放电时间、脉冲波形上升沿或下降沿、波形频率、幅值或相位变化等参数进行一种或多种参数读取，在显示器上显示并保存在存储设备中，试验教学装置中的电参数采集模块也可由万用表、示波器等其他检测设备代替。
6.根据权利要求1所述的可靠性试验教学装置，PC机的试验数据分析与处理功能，包括可靠性特征量的计算、加速系数与加速方程的计算及失效分布函数拟合与检验、参数估计与检验等可靠性分析与处理，除此外，还可进行产品质量的SPC数据统计与分析，其计算与处理过程根据相关国家标准或试验要求，由PC机调用不同的程序模块自动完成。
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