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(yùn)輸,、國防軍事、空間技術(shù)及日常生活等領(lǐng)域,，是遠(yuǎn)控,、遠(yuǎn)測、通訊,、檢測,、保護(hù)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(kuò)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(gè)壽命期內(nèi)，任何產(chǎn)品都有貯存,、運(yùn)輸,、待命、工作等任務(wù)階段,，每個(gè)任務(wù)階段對應(yīng)不同的環(huán)境剖面與時(shí)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(shí)間,。對一次性使用的產(chǎn)品，由于貯存時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于使用時(shí)間,，其工作可靠度與貯存時(shí)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(jìn)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(jī)檢測系統(tǒng)對電磁繼電器的壽命及其他參數(shù)進(jìn)行檢測,，但它是在正常工作條件下,，采用一般壽命試驗(yàn)方法估計(jì)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(fèi)很長的試驗(yàn)時(shí)間，甚至來不及作完壽命試驗(yàn),，新的產(chǎn)品又設(shè)計(jì)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(yàn)的基礎(chǔ)上，本文提出了加大應(yīng)力,、縮短時(shí)間的加速壽命試驗(yàn)方法,。
   
　　二、加速壽命試驗(yàn)分析
   
　　 加速壽命試驗(yàn)就是用人工方法加大試驗(yàn)應(yīng)力（如熱應(yīng)力,、濕應(yīng)力,、機(jī)械應(yīng)力等）的方法，加快元器件失效,，縮短試驗(yàn)時(shí)間,，以便在較短的時(shí)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(yàn)的分析方法主要是利用元器件的失效數(shù)據(jù),，運(yùn)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(yàn)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(yàn)時(shí)間,。
   
　　加速壽命試驗(yàn)通常分以下3種：
   
　　（一）恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)
   
　　 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(gè)試驗(yàn)中保持不變,，為了達(dá)到加速失效縮短試驗(yàn)時(shí)間的目的，要求各組壽命試驗(yàn)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(jī)理的條件下,，模擬實(shí)際的環(huán)境因素，適當(dāng)進(jìn)步應(yīng)力等級,，在短期內(nèi)得出與現(xiàn)場長期貯存試驗(yàn)相似的結(jié)果,。
   
　　（二）步進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)
　　這是一種隨時(shí)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(yàn)方法。
   
　?。ㄈ┬蜻M(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)
   
　　這是一種隨時(shí)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(yàn)方案。采用該方案時(shí),，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(shí)間等速上升,，因此這種試驗(yàn)需要有專門的設(shè)備。

　　在上述3種加速壽命試驗(yàn)中,，恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)更為成熟,，數(shù)據(jù)易處理，外推精度高,。盡管這種試驗(yàn)所需時(shí)間不是最短,，但與一般的壽命試驗(yàn)相比還是縮短了不少時(shí)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(xiàng)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(shí)間越長,，老化越嚴(yán)重,，甚至失效報(bào)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(yàn)裝置采用溫度為恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)的加速應(yīng)力,，即將測試樣品放進(jìn)一定溫度，丈量在此環(huán)境下的試驗(yàn)數(shù)據(jù),。
   
　　三,、硬件設(shè)計(jì)
   
　　電磁繼電器壽命加速試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)控制柜、負(fù)載,、自動(dòng)調(diào)溫箱（提供加速應(yīng)力）3部分,，其中控制柜由工控機(jī)、數(shù)據(jù)采集控制電路、線圈驅(qū)動(dòng)電路組成,，是設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容,。硬件電路結(jié)構(gòu)框圖 如圖1所示。
   

 數(shù)據(jù)采集控制電路主要包括譯碼電路,、數(shù)據(jù)采集電路及比較電壓給定電路,。工控機(jī)通過地址總線將地址傳給譯碼器進(jìn)行譯碼，譯碼電路選定該地址所對應(yīng)的芯片,，以便對其進(jìn)行讀寫操縱。數(shù)據(jù)采集電路的工作原理是測試樣品觸頭電壓與比較電壓,，通過電壓比較器進(jìn)行比較,，將得到的觸頭狀態(tài)經(jīng)光電耦合器傳送給觸頭狀態(tài)寄存器。當(dāng)執(zhí)行“讀”檢測數(shù)據(jù)的操縱時(shí),，寄存器中的數(shù)據(jù)通過緩沖器傳到數(shù)據(jù)總線上,；同時(shí)用數(shù)據(jù)采集卡采集觸頭上實(shí)際電壓值，送至工控機(jī)進(jìn)行存儲顯示,。比較電壓給定電路的工作原理是通過譯碼電路選定鎖存器,，進(jìn)行“寫”操縱，并將其輸出的數(shù)字信號經(jīng)光電耦合器送給D/A轉(zhuǎn)換器,，以產(chǎn)生試驗(yàn)所需的比較電壓,。
   
　　線圈驅(qū)動(dòng)電路通過控制工控機(jī)的輸出來控制電磁繼電器線圈的通斷電操縱，使其能閉合或斷開,，以模擬正常的工作狀態(tài),。該部分電路由直流電源、固態(tài)繼電器及電磁繼電器線圈組成,，其中直流電源提供加在線圈上的電信號,，固態(tài)繼電器控制加在電磁繼電器線圈上的直流電源的通斷。當(dāng)某一測試樣品失效后,，需要立即停止對該測試樣品的操縱,，這時(shí)只要不給固態(tài)繼電器控制信號即可實(shí)現(xiàn)。假如在以后的試驗(yàn)過程中一直不給固態(tài)繼電器電信號,，那么該試驗(yàn)樣品將不會再動(dòng)作,，從而實(shí)現(xiàn)了對失效試驗(yàn)樣品的屏蔽。
   
　　四,、應(yīng)用軟件模塊設(shè)計(jì)
   
　　隨著計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)及圖形,、圖像技術(shù)的蓬勃發(fā)展，可視化編程得到了廣泛的重視,，越來越多的計(jì)算機(jī)專業(yè)職員和非專業(yè)職員都開始研究并應(yīng)用可視化技術(shù),。要支持可視化編程，通常需要相應(yīng)的可視化開發(fā)環(huán)境，Visual C＋＋就是Mi-crosoft公司推出的支持可視化編程的集成開發(fā)環(huán)境,。它是在多年使用,、精益求精的基礎(chǔ)上推出的用于支持Win 95以上平臺應(yīng)用程序（Applica-tion）、服務(wù)（Service）,、控件（Control）的開發(fā)環(huán)境,，能夠提供功能強(qiáng)大的向?qū)Чぞ撸∕FC App Wi-zard、Class Wizard）,，支持多線程應(yīng)用程序開發(fā),，能夠直接嵌套匯編語言控制硬件，并能方便地對地質(zhì)及端口進(jìn)行操縱,，且執(zhí)行速度快,。本試驗(yàn)系統(tǒng)利用Visual C＋＋6.0中的MFC類庫對用戶界面進(jìn)行開發(fā)。
   
　　本系統(tǒng)應(yīng)用軟件由6個(gè)功能模塊組成：參數(shù)設(shè)置及初始化模塊,、信息顯示模塊,、線圈通斷電控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊,、數(shù)據(jù)處理模塊,、失效判定及處理模塊，其結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示,。
   

   
　　 參數(shù)設(shè)置是在試驗(yàn)開始前,，記錄試驗(yàn)樣品的型號等參數(shù)及測試職員信息、測試時(shí)間,，為顯示失效狀況及打印相關(guān)內(nèi)容做的預(yù)備,。系統(tǒng)初始化主要是對線圈、觸頭進(jìn)行對號,，判定是否有測試樣品,，由此確定是否驅(qū)動(dòng)該路線圈；對號碼進(jìn)行記錄,，以便正確判定測試樣品是否失效,，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；同時(shí)根據(jù)參數(shù)設(shè)置模塊中提供的數(shù)據(jù)確定比較電壓的數(shù)值,。
   
　　信息顯示模塊將與試驗(yàn)相關(guān)的信息顯示出來,，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測，它包括觸點(diǎn)狀態(tài)顯示,、失效狀態(tài)顯示,、測試樣品信息顯示、測試人信息及測試日期顯示,。
   
　　 線圈通斷電控制模塊有兩個(gè)功能：一是根據(jù)系統(tǒng)初始化時(shí)得到的測試樣品安裝情況實(shí)現(xiàn)對側(cè)試樣品線圈通斷電的控制,，即給有測試樣品的回路通電，沒有測試樣品的不通電，即完玉成部測試樣品線圈的通斷電操縱控制,；二是控制單個(gè)測試樣品線圈的通斷電操縱,，主要對失效次數(shù)已達(dá)到規(guī)定的測試樣品進(jìn)行屏蔽。
   
　　 數(shù)據(jù)采集模塊是系統(tǒng)的核心,，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的試驗(yàn)功能,，即在試驗(yàn)過程中，采集觸頭的接觸壓降,、觸頭斷開電壓,、觸頭閉合時(shí)間、觸頭斷開時(shí)間等參數(shù),，為信息顯示模塊,、失效及處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊提供必要的試驗(yàn)數(shù)據(jù),。失效判定及處理模塊的功能是檢測觸頭狀態(tài)寄存器中的觸頭信息，并判定是否為失效信息,。即根據(jù)目前測試樣品線圈的通斷電狀態(tài)及數(shù)據(jù)線上觸頭間電壓與比較信號電壓比較后的輸出電平的高低,，判定本次試驗(yàn)操縱是否正常；同時(shí)對發(fā)生的失效作出類型判定,，記錄失效的類型,、失效時(shí)的時(shí)間（也可是電磁繼電器動(dòng)作的次數(shù)）、發(fā)生失效的測試樣品編號,、觸頭編號,、該測試樣品的失效次數(shù)。
   
　　數(shù)據(jù)處理模塊包括分析處理數(shù)據(jù)（采用一元線性回回分析,、指數(shù)回回分析,、加權(quán)指數(shù)回回分析、最小二乘法,、灰色理論分析中的一種或幾種對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,，推算出在正常應(yīng)力條件下電磁繼電器的壽命值）、存儲試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù),、打印測試樣品參數(shù),、試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)、丈量職員信息和丈量日期等,。
   
　　五,、結(jié)束語
   
　　本文根據(jù)加速壽命試驗(yàn)的原理及影響電磁繼電器壽命的環(huán)境因素，以溫度為加速試驗(yàn)的加速應(yīng)力,，采用恒定應(yīng)力加速試驗(yàn)方法,，設(shè)計(jì)了電磁繼電器加速壽命試驗(yàn)系統(tǒng)硬件電路，并用VC＋＋ 6.0開發(fā)出了相關(guān)的應(yīng)用軟件，從而為正確猜測電磁繼電器壽命提供了快速,、有效的試驗(yàn)系統(tǒng),。