一种电路接口振动可靠性的性能测试系统及方法与流程

1.本发明涉及电路接口振动性能测试技术领域，更具体地说，涉及一种电路接口振动可靠性的性能测试系统及方法。


背景技术：

2.电路接口振动性能的可靠性一般通过振动可靠性实验来测试，测试方法是将被测物放置于振动台，在振动过程中或振动结束后开启运行被测物相应功能，判断功能运行是否正常，据此判定被测物能否在振动条件下正常工作。
3.现有的振动可靠性测量方法，是以振动条件下的被测物能否正常工作为判断依据，结论只有通过或不通过，对于振动对电路的实际影响程度没有定量的评估，不容易评估电路对振动干扰的容忍余量，难以评估长期振动对电路参数有没有劣化影响，难以评估不同振动方向、振动频率、振动时长对电路的影响，测试中电路功能的运行时段与振动时段不能保证重合，所以电路运行时段故障可能不会发生，从而导致最后漏测。通过短时间振动测试的部件在长时间振动运行时偶而也容易发生故障，难以定位原因。有的电路具有一定容错功能，即使振动导致参数劣化也不一定会严重到导致故障发生从而被检测出来。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种电路接口振动可靠性的性能测试系统及方法，解决现有技术中难以评估不同振动方向、振动频率、振动时长对电路的影响等问题。
5.为解决上述问题，一方面，本发明提供一种电路接口振动可靠性的性能测试系统，包括工控机、加速度传感器、振动台、被测部件、选路开关电路及数字仪表；所述工控机连接于所述振动台以控制所述振动台振动；所述振动台通过所述加速度传感器连接于所述工控机以通过所述加速度传感器感应所述振动台当前的振动方向及幅值；所述被测部件放置于所述振动台上，并设置有电路接口，所述电路接口连接至所述选路开关电路，所述选路开关电路还连接于所述工控机，从而通过所述选路开关电路切换所述被测部件的电路通道；所述数字仪表分别连接于所述工控机及所述选路开关电路以通过所述数字仪表测量电路参数。
6.所述工控机包括振动台控制器、选路开关控制器及数字仪表控制器；所述振动台控制器连接于所述振动台以控制所述振动台按预设的参数产生振动，从而带动放置的被测部件一起振动；所述选路开关控制器连接于所述选路开关电路以通过所述选路开关电路切换所述被测部件的电路通路；所述数字仪表控制器连接于所述数字仪表以控制所述数字仪表测量电路参数。
7.所述电路接口通过转换接头连接于所述选路开关电路。
8.一方面，提供一种电路接口振动可靠性的性能测试方法，采用如上所述的一种电路接口振动可靠性的性能测试系统实现，包括：在振动台静置时对被测部件进行测量；在振动台振动时对被测部件进行测量；处理测量所得的数据并分析电路接口振动可靠性。
9.所述在振动台静置时对被测部件进行测量，包括步骤s11-s14：s11、设置振动台静置时的参数以使被测部件静止在振动台的情况下测量接口电路参数；s12、通过选路开关电路顺次切换引脚对开关；其中，将多个引脚分为多对引脚对；s13、对被测部件进行测量并保存测量结果；s14、判断是否为最后一对引脚对，若否，转至步骤s12，若是，则结束。
10.所述在振动台振动时对被测部件进行测量，包括步骤s21-s25：s21、顺次切换振动台的振动模式以使被测部件在振动台振动的情况下测量接口电路参数；其中，振动台具有多个振动模式；s22、通过选路开关电路顺次切换引脚对开关；其中，将多个引脚分为多对引脚对；s23、对被测部件进行测量并保存测量结果；s24、判断是否为最后一对引脚对，若否，转至步骤s22，若是，则执行步骤s25；s25、判断是否为最后一个振动模式，若否，转至步骤s21，若是，则结束。
11.多个振动模式包括由不同的振动方向和/或振动幅度和/或振动频率组成的多个振动模式。
12.所述处理测量所得的数据并分析电路接口振动可靠性，包括：以预设的触发条件获取测量所得的数据；依据所述触发条件处理所得的数据并分析电路接口振动可靠性。
13.所述以预设的触发条件获取测量所得的数据，包括：以振动周期中的固定相位作为触发条件以获取测量所得的数据；或者采用高频交流阻抗参数作为触发条件以获取测量所得的数据；或者按预设的延时在同一振动周期内连续进行固定次数预设时间间隔作为触发条件以获取测量所得的数据。
14.所述依据所述触发条件处理所得的数据并分析电路接口振动可靠性，包括：对连续多个振动周期的测量数据取平均值；将振动时的测量数据与静置时的测量数据对比，根据测量参数的变化幅度，可以量化不同振动方向、频率、幅值、相位对电路接口参数的影响程度。
15.本发明的有益效果是：在电路接口振动测量中引入振动发生器的控制机制、振动传感器的检测机制、电路接口参数的测量机制，将振动参数与电路参数的测量进行关联，从而找出振动与电路参数劣化的关系，使测量结果量化，具有可参照性、可对比性，更容易找到振动参数对电路接口参数的影响规律，便于发现问题、定位问题、解决问题。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使
用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本发明一实施例提供的一种电路接口振动可靠性的性能测试系统的结构示意图；图2是本发明一实施例提供的一种电路接口振动可靠性的性能测试方法的流程图；图3是本发明一实施例提供的被测部件静止在振动台的情况下测量接口电路参数的流程图；图4是本发明一实施例提供的被测部件在振动台振动的情况下测量接口电路参数的流程图；图5是本发明一实施例提供的振动时加速度相对时间变化的波形图；图6是本发明一实施例提供的每个基准时刻触发测试后间隔同样时间多进行两次测试的波形图；图7是本发明一实施例提供的每个基准时刻触发测试后间隔同样时间进行了多次测试的波形图。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
20.在本发明中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本发明中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本发明所公开的原理和特征的最广范围相一致。
21.本案在电路接口7振动测量中引入振动发生器的控制机制、振动传感器的检测机制、电路接口7参数的测量机制，将振动参数与电路参数的测量进行关联，从而找出振动与
电路参数劣化的关系，使测量结果量化，具有可参照性、可对比性，更容易找到振动参数对电路接口7参数的影响规律，便于发现问题、定位问题、解决问题。
22.参见图1，图1是本发明一实施例提供的一种电路接口振动可靠性的性能测试系统的结构示意图，本发明提供的一种电路接口7振动可靠性的性能测试系统包括工控机1、加速度传感器2、振动台3、被测部件4、选路开关电路5及数字仪表6；所述工控机1连接于所述振动台3以控制所述振动台3振动；所述振动台3通过所述加速度传感器2连接于所述工控机1以通过所述加速度传感器2感应所述振动台3当前的振动方向及幅值；所述被测部件4放置于所述振动台3上，并设置有电路接口7，所述电路接口7连接至所述选路开关电路5，所述选路开关电路5还连接于所述工控机1，从而通过所述选路开关电路5切换所述被测部件4的电路通道；所述数字仪表6分别连接于所述工控机1及所述选路开关电路5以通过所述数字仪表6测量电路参数。所述工控机1包括振动台控制器11、选路开关控制器12及数字仪表控制器13；所述振动台控制器11连接于所述振动台3以控制所述振动台3按预设的参数产生振动，从而带动放置的被测部件4一起振动；所述选路开关控制器12连接于所述选路开关电路5以通过所述选路开关电路5切换所述被测部件4的电路通路；所述数字仪表控制器13连接于所述数字仪表6以控制所述数字仪表6测量电路参数。所述电路接口7通过转换接头8连接于所述选路开关电路5。
23.本实施例中，工控机1用于实现系统的逻辑控制，信号处理，记录，各仪表和传感器驱动等功能。振动台3用于可以按预设参数产生振动，带动上面放置的被测部件4一起振动。选路开关电路5用于实现被测电路通道的切换。数字仪表6用于用来测量电路参数。转换接头8用于连接被测部件4的电路接口7与选路开关。加速度传感器2用来感应当前的振动方向和幅值，用作触发仪表测试的条件。
24.参见图2，图2是本发明一实施例提供的一种电路接口振动可靠性的性能测试方法的流程图，本发明提供的一种电路接口7振动可靠性的性能测试方法采用如上所述的一种电路接口7振动可靠性的性能测试系统实现，该方法包括步骤s1-s3：s1、在振动台3静置时对被测部件4进行测量；步骤s1包括步骤s11-s14：s11、设置振动台3静置时的参数以使被测部件4静止在振动台3的情况下测量接口电路参数。
25.本实施例中，参见图3，图3是本发明一实施例提供的被测部件4静止在振动台3的情况下测量接口电路参数的流程图，开始接口振动测试前，需要先获取设备的接口参数的正常静置情况的参数，需要在设备静止在振动台3且接口连接良好的情况下测量接口电路参数，作为后续振动测量参数的参考。
26.s12、通过选路开关电路5顺次切换引脚对开关；其中，将多个引脚分为多对引脚对。
27.本实施例中，引脚对选取建议选取各相邻引脚作为引脚对，同时选取各引脚相对紧邻的外壳作为引脚对，因为振动的影响主要发生在这些部位。这个时候的参数测量比较简单，电路开关切换完成后直接进行测量即可。测量结果数据作为正常的理想参考数据。这一步测量完成后测试环境的摆放和布线不应有显著变化，以减少环境变化对后续测量参数的影响。
28.s13、对被测部件4进行测量并保存测量结果。
29.本实施例中，可通过加速度传感器2对被测部件4进行测量。
30.s14、判断是否为最后一对引脚对，若否，转至步骤s12，若是，则结束。
31.本实施例中，由于是顺次切换引脚对开关，当切换至最后一对引脚对并完成测量时，证明被测部件4静止在振动台3的情况下测量接口电路参数已获取完成。
32.s2、在振动台3振动时对被测部件4进行测量；步骤s2包括步骤s21-s25：s21、顺次切换振动台3的振动模式以使被测部件4在振动台3振动的情况下测量接口电路参数；其中，振动台3具有多个振动模式；多个振动模式包括由不同的振动方向和/或振动幅度和/或振动频率组成的多个振动模式。
33.本实施例中，参见图4，图4是本发明一实施例提供的被测部件4在振动台3振动的情况下测量接口电路参数的流程图，振动方式切换步骤包括设置好振动方向、大小、频率，并开始振动。
34.s22、通过选路开关电路5顺次切换引脚对开关；其中，将多个引脚分为多对引脚对。
35.本实施例中，振动开始后依次切换引脚对进行接口参数测量，同步骤s12，引脚对选取建议选取各相邻引脚作为引脚对，同时选取各引脚相对紧邻的外壳作为引脚对，因为振动的影响主要发生在这些部位。
36.s23、对被测部件4进行测量并保存测量结果。
37.本实施例中，接口参数测量以加速度传感器2反馈的预设数值为触发条件，可以设置多个加速度传感器2感应值触发条件，这样可以在振动周期的不同位置多次触发测试，可以在一次触发测试后按设定的延时在同一振动周期内连续进行固定次数预设时间间隔的测量，这样可以保证每次测量时的振动相位一致便于比对。
38.s24、判断是否为最后一对引脚对，若否，转至步骤s22，若是，则执行步骤s25。
39.本实施例中，由于是顺次切换引脚对开关，当切换至最后一对引脚对并完成测量时，证明被测部件4在振动台3当前振动模式的情况下测量接口电路参数已获取完成。
40.s25、判断是否为最后一个振动模式，若否，转至步骤s21，若是，则结束。
41.本实施例中，完成所有引脚对开关切换和参数测量后，可以改变振动方式（即振动模式）进行下一组参数的测量。
42.s3、处理测量所得的数据并分析电路接口7振动可靠性。步骤s3包括步骤s31-s32：s31、以预设的触发条件获取测量所得的数据；步骤s31包括：以振动周期中的固定相位作为触发条件以获取测量所得的数据；或者采用高频交流阻抗参数作为触发条件以获取测量所得的数据；或者按预设的延时在同一振动周期内连续进行固定次数预设时间间隔作为触发条件以获取测量所得的数据。
43.本实施例中，受振动直接影响，导致连接部位松脱导致阻抗增大甚至开路，相邻部位挤压导致阻抗减小甚至短路。根据振动的周期性波动特点，振动的影响具也有周期性波动特点，所以信号测量以振动周期中的固定相位作为触发条件可以减少测试结果因为振动位置不同导致的波动。接近引脚相对位置的变化对高频交流阻抗的影响比低频或直流阻抗的影响要显著得多，所以采用高频交流阻抗参数作为测量对象，因为该参数能显著反应振动导致的元器件相对位置变化对电路的影响。
44.参见图5，图5为本发明一实施例提供的振动时加速度相对时间变化的波形图，波
形具有周期性特征，t1、t2、t3、t4时刻的加速度值相同和且加速度的值都在变小，它们位于不同振动周期的同一相位上，因为相位一致所以具有比对参考性，测试时可以以加速度值和加速度变化的方向作为测量基准时刻选取的方式。
45.参见图6，图6是本发明一实施例提供的每个基准时刻触发测试后间隔同样时间多进行两次测试的波形图，在选取测量基准时刻可以在基准时刻触发测试后按设定的延时在同一振动周期内连续进行固定次数预设时间间隔的测量，这样可以保证测量时的振动相位一致便于比对。如下图案例。
46.参见图7，图7是本发明一实施例提供的每个基准时刻触发测试后间隔同样时间进行了多次测试的波形图，为全面评估振动对参数的影响，一般需要在振动周期的各个典型阶段都有测量采样覆盖。
47.根据当前的振动参数（振动周期、方向、幅值），可以计算设置测量采样的触发时刻和间隔时间，振动频率加快时测量采样速度也相应加快。
48.s32、依据所述触发条件处理所得的数据并分析电路接口7振动可靠性。步骤s32包括步骤s321-s322：s321、对连续多个振动周期的测量数据取平均值。
49.本实施例中，为获取更加稳定的参数测量结果，可以在连续几个振动周期进行重复测量，对测量数据取平均值。
50.s322、将振动时的测量数据与静置时的测量数据对比，根据测量参数的变化幅度，可以量化不同振动方向、频率、幅值、相位对电路接口7参数的影响程度。
51.将振动时的测量数据与静置时的测量数据对比，根据测量参数的变化幅度，可以量化不同振动方向、频率、幅值、相位对电路接口7参数的影响程度，从而可以量化振动对电路接口7参数的影响。
52.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。