徐建軍

(中北大學(xué)機電工程學(xué)院,太原 030051)

0 引言

大量工程實踐表明,電引信的可靠性主要取決于關(guān)鍵元器件,所以元器件的可靠性是電引信可靠性的基礎(chǔ),而電引信的任何故障和不可靠事件都直接關(guān)系著我方的生命安全和對敵的作戰(zhàn)效果[1-2]。因而,在設(shè)計或生產(chǎn)前了解關(guān)鍵元器件的可靠性參數(shù)非常重要,其途徑就是對關(guān)鍵元器件進行可靠性測試。因此,文中擬對電引信關(guān)鍵元器件的可靠性測試進行探討,并針對三種關(guān)鍵元器件提出典型的動態(tài)可靠性測試方案和相應(yīng)的實驗結(jié)果分析。

1 電引信的關(guān)鍵元器件及其失效模式

隨著技術(shù)的進步和元器件工業(yè)的發(fā)展,電引信所用的元器件也在不斷發(fā)生著變化,目前電引信中的關(guān)鍵元器件情況簡表如表1所示,從表中可看出,影響到電引信安全性與可靠性的關(guān)鍵元器件有:高頻管、電源、灌封材料、點火電路用固體鉭電容、起爆電路用閘流管、抗干擾電路用獨石電容。其中起爆電路用閘流管、抗干擾電路用獨石電容的參數(shù)變化涉及引信安全性,會導(dǎo)致引信誤觸發(fā),危害極大,而點火電路用固體鉭電容在實際使用中失效率很高,是影響電引信能否可靠工作的關(guān)鍵元器件,故文中將此三種元器件作為可靠性測試研究的重點。

2 關(guān)鍵元器件的可靠性測試

文中只論述電引信中的起爆電路用閘流管和抗干擾電路用獨石電容、點火電路用固體鉭電容三種關(guān)鍵元器件的典型可靠性測試方法。

2.1 在高沖擊條件下對閘流管觸發(fā)電壓的動態(tài)測試

為了得到閘流管在高沖擊慣性力條件下觸發(fā)電壓的動態(tài)實驗數(shù)據(jù),可以利用標準錘擊機來模擬3000～10000g的慣性力,并在元件承受沖擊的過程中利用相應(yīng)電路和高速數(shù)據(jù)采集儀,對其特性參數(shù)進行瞬時的高速測試和數(shù)據(jù)采集。由于錘擊過程僅耗時0.15ms,為了在如此短的時間內(nèi)測量到其觸發(fā)電壓,可采用如圖1所示的電路。圖1中D1為閘流管,D1的陽極和陰極接方波發(fā)生器XFG1產(chǎn)生的10k Hz方波信號,D1的門級接三角波發(fā)生器XFG2產(chǎn)生的三角波信號,并且保證XFG1和XFG2產(chǎn)生的信號同相位、同頻率(如圖2所示),這樣被測閘流管在錘擊的全過程中將至少被觸發(fā)一次,于是將數(shù)據(jù)采集儀器XSC1接在D1的陽極,就可在錘擊發(fā)生的瞬間得知其瞬時的觸發(fā)電壓。圖3為該電路的仿真結(jié)果,圖4為在10000g慣性力作用前后閘流管陽極的實測信號,兩圖得到的信號變化規(guī)律一致,一方面表明該方案的可行性,另一方面也說明該閘流管在承受高沖擊沖擊時其觸發(fā)電壓并無明顯改變,抗高沖擊適應(yīng)性較好。

2.2 在高溫條件下對獨石電容容值的動態(tài)測試

獨石電容的主要失效模式為容值隨溫度變化的飄移,在本實驗中,利用測試電路和數(shù)據(jù)采集儀實現(xiàn)了對獨石電容容值動態(tài)測試與數(shù)據(jù)自動采集。測試結(jié)果見圖5,測試結(jié)果表明:電容值隨溫度變化的總趨勢為隨溫度的增加電容值減小。這種結(jié)果表明,只要最小誤差在100℃時滿足要求,電容值在100℃以內(nèi)隨溫度變化都能滿足要求,這種結(jié)果應(yīng)用到測試中,可以減少測試次數(shù),比如只做30℃、55℃、85℃,從而提高測試的時效性。

圖5 獨石電容容值隨溫度的動態(tài)響應(yīng)

2.3 在高溫條件下固體鉭電容漏電流的動態(tài)測試

固體鉭電容的主要失效模式之一漏電流增大,在本實驗中,在高溫條件下對鉭電容的漏電流進行了動態(tài)測試與數(shù)據(jù)自動采集。測試結(jié)果見圖6,測試結(jié)果表明:漏電流隨溫度變化總的趨勢表現(xiàn)為隨溫度的增加漏電流增大,這種結(jié)果表明,只要最小誤差在100℃時能滿足要求,漏電流在100℃以內(nèi)隨溫度變化都能滿足要求,這種規(guī)律應(yīng)用到測試中,可以減少測試次數(shù),從而提高測試的時效性。

圖6 鉭電容漏電流隨溫度的動態(tài)響應(yīng)

3 結(jié)論

元器件的可靠性測試,作為保證產(chǎn)品可靠性的重要手段,受到各行業(yè)的普遍關(guān)注。鑒于行業(yè)特點,文中對電引信部分關(guān)鍵電子元器件的可靠性測試進行了探討,可靠性測試的結(jié)果對于電引信關(guān)鍵元器件的選型、篩選及后續(xù)測試具有指導(dǎo)作用。

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