電磁式繼電器的可靠性試驗

    在電子元器件中，繼電器一般被認為是一種zui不可靠的電子元件，在整機可靠性設計中，把繼電器、電位器、可調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試驗箱
   但是，由于繼電器在控制電路中有*的電氣、物理特性，其斷態的高絕緣電阻和通態的低導通電阻，使得其它任何電子元器件無法與其相比，加上繼電器標準化程度高、通用性好、可簡化電路等優點，所以繼電器廣泛應用在航天、航空、軍用電子裝備、信息產業及國民經濟的各種電子設備中。隨著科技的飛速發展，繼電器在程控通信設備中的使用量還在進一步增加，所以，如何保證繼電器的可靠性，滿足整機系統的可靠性，成為人們關洋的焦點。 
   電子元器件的可靠性應由兩部分組成，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，主要靠元器件制造商從設計、制造等方面進行有效的控制，以保證制造出來的元器件達到要求的可靠性等級。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，使其能滿足整機系統的可靠性要求。沒有高可靠質量等級的元器件，不可能制造出高可靠的電子設備，所以元器件的固有可靠性是整機可靠性的基礎。但是，有了高可靠質量等級的元器件也并不一定能制造出高可靠的整機，這里面就有一個使用可靠性的問題。所謂使用可靠性，就是根據各種元器件的特點利用可靠性設計技術，即元器件的合理選用、降額設計、容差與漂移設計、抗振設計，熱設計、三防設計、抗幅射設計、電磁兼容設計、人機工程設計及維修設計等，zui大限度的發揮元器件固有可靠性的作用，以達到整機系統的可靠性要求。高低溫濕熱快速溫變試驗箱 
   根據有關部門對整機失效原因的分析統計，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的不斷提高，在元器件的固有可靠性已經有了較大提高的情況下，使用可靠性就顯得特別重要，而且，隨著整機系統功能愈來愈全，所用元器件愈來愈多，對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，并且發展成一門新的學科——人為工程。 
   由于繼電器是一種機電一體化的元件，是由電磁及機械傳動部份組成的，與其它電子元件相比，要復雜得多，加之在制造過程中有些裝配調整是手工操作，所以產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，仍能達到較滿意的效果。在對失效繼電器進行失效分析中發現，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，除自身質量原因外，使用不當也是一個主要原因。現在，我們重點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 
   在整機的可靠性設計中，要求合理選用元器件。元器件的選擇和控制是需要多學科知識才能完成的一項任務，一般應由元器件工程師、可靠性設計師、總體及電路設計師、失效分析人員共同完成。首先要根據整機系統的重要程度、可靠性要求、所使用的環境條件及成本等項要求綜合考慮和選擇。選擇時必須重視以下幾個方面的要求。 
   2?1對使用環境條件的選擇 
   環境條件主要指溫度、濕度、低氣壓、振動、沖擊等。環境條件的好壞對繼電器可靠性的影響極大。 
  2?1?1溫度對繼電器的影響 
    繼電器是怕熱元件，在美軍標MIL—HDBK—217《電子設備可靠性預計手冊》中的14種主要電子元器件的失效數據中，有8種元器件的失效率取決于環境溫度，其中就包括繼電器。高溫可加速繼電器內部塑料及絕緣材料的老化、觸點氧化腐蝕、熄弧困難、電參數變壞，使可靠性降低，所以，要求設計時使繼電器不要靠近發熱元件，并有良好的通風散熱條件。 高低溫濕熱快速溫變試驗箱 
   繼電器雖然是怕熱元件，但對過低溫度（如軍用航空條件－55℃）也不能忽視，低溫可使觸點冷粘作用加劇，觸點表面起露，銜鐵表面產生冰膜，使觸點不能正常轉換，尤其是小功率繼電器更為嚴重。試驗證明，對于有些按部標生產的國產小功率繼電器，雖然使用條件規定低溫為－55℃，但實際上在此條件下繼電器根本無法進行正常轉換，建議在選擇時要留有充分的余量，對于重要的軍用電子整機，建議選用國軍標產品。 
2?1?2低氣壓對繼電器的影響 
  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、釋放參數發生變化，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、觸點熄弧困難，容易使觸點燒熔，影響繼電器的可靠性。對于使用環境較惡劣的條件，建議采用整機密封的辦法。 
2?1?3機械應力對繼電器的影響 
  電磁繼電器的簧片均為懸梁結構，固有頻率低，振動和沖擊可引起諧振，導致繼電器觸點壓力下降，容易產生瞬間斷開或觸點出現抖動，嚴重時可造成結構損壞，可動的銜鐵部分可產生誤動作，影響繼電器的可靠性。建議設計師盡量采取防振措施以防產生諧振。 
  根據上述環境條件對繼電器的影響，在選擇繼電器時，首先要使繼電器滿足整機規定的各項環境條件的要求。但是，有些設計師由于不能全面考慮各項環境條件，使研制出來的整機達不到合同規定的要求。如在軍用機載電子設備上選用JRC—5M小型電磁繼電器，設計師只重視環境溫度可滿足整機要求而忽視振動、擊沖條件（軍用機載條件為196M/S2、20g、10Hz～2000Hz，而JRC－5M為49M/S2、5g、10Hz～500Hz）。如果有些條不能滿足，設計師要采取防范措施，否則可靠性得不到保證。 
2?2合理選用繼電器質量等級 高低溫濕熱快速溫變試驗箱 
  所謂“質量等級”，是指元器件在裝機之前，按產品執行的標準或供需雙方的技術協議，在制造、檢驗及篩選過程中的質量控制等級。其質量系數πQ是指不同質量等級對元器件工作失效率λP影響的調整系數。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表示環境系數；