一种适用于陶瓷电容弯曲载荷试验系统及测试方法

本发明属于陶瓷电容，具体涉及一种适用于陶瓷电容弯曲载荷试验系统及测试方法。

背景技术：

1、陶瓷电容在工业控制系统中有着广泛的应用，为了保证控制电路的长期、可靠运行，研究陶瓷电容可靠性十分重要。近年来，由于新能源汽车等产业的兴起，因力学环境中的振动与冲击导致的陶瓷电容断裂失效日趋增多。为提高陶瓷电容的可靠性，需要在设计过程中对陶瓷电容的疲劳寿命拥有充分认识。目前，在陶瓷电容的研发过程中，仅能通过实装试验测试产品的性能。该方法的成本较为昂贵，且试验准备周期较长。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种适用于陶瓷电容弯曲载荷试验系统及测试方法，能够提高研发效率。

2、本发明所采取的技术方案是：

3、一种适用于陶瓷电容弯曲载荷试验系统，包括

4、振动模块，负责为被测样品提供设定的模拟载荷环境；

5、测量切换模块，负责将振动模块内的被测样品依次切换连接至测量模块中，以实现对寿命测试过程中的被测样品电容值参数采集；

6、控制模块负责连接振动模块、上位机与测量模块，实现系统的控制；

7、上位机，负责设置样品数量、测试需求的应变载荷、测试周期、采样频率、失效阈值等参数，并可显示与记录测量模块与振动模块内的应变片所返回的测量参数；

8、测量模块，用于在试验过程中监测被测样品的电容值参数变化，并发送给控制模块，最终送达至上位机完成试验过程中的数据记录；

9、负载供电模块能够在测量与试验中为被测样品提供电负载或充电；

10、系统供电模块为振动模块、测量切换模块、控制模块、上位机和测量模块供电。

11、一种适用于陶瓷电容弯曲载荷试验系统的测试方法，包括以下步骤：

12、s1.将被测样品均匀焊接于测试pcb板上所留的引脚位置；

13、s2.将测试pcb板安装于固定架与支撑架上，再安装中部驱动架和两端盖板将其固定；

14、s3.通过上位机设置本次测试样品数量、测试需求的应变载荷、测试周期、采样频率、失效阈值参数；

15、s4.开始按设置好的测试周期进行试验，振动模块开始动作；

16、s5.在达到给定的测试周期或失效阈值后，上位机向控制模块发出指令，停止振动模块的动作，读取上位机中所记录的电容值与应变，或电容值与动作周期间的关系数据，完成本轮试验。

17、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

18、1.本发明通过三点弯曲式载荷为陶瓷电容提供给定频率与载荷的弯曲应变，实现可控载荷、可控频率与数据检测的陶瓷电容结构失效测试。

19、2.本发明通过系统控制与应变片检测，实现将传统的等效曲率转换为样品实际受到的弯曲应变，能够避免板弯试验中的变形不均匀引发的试验误差。

20、3.较于在实际应用中开展大规模测试试验或其他形式的破坏性试验，本发明可以极大的降低试验成本、缩短试验周期，并可以给出不同应用环境下的产品失效载荷与性能退化曲线。

技术特征：

1.一种适用于陶瓷电容弯曲载荷试验系统，其特征在于：包括

2.根据权利要求1所述的一种适用于陶瓷电容弯曲载荷试验系统，其特征在于：所述振动模块(1)包括固定架(11)、测试pcb板(12)、应变片(13)、被测样品(14)、中部驱动架(15)、两端盖板(16)及电磁式振动台(17)；所述固定架(11)采用u型架体结构，所述电磁式振动台(17)固定在固定架(11)的底板上，电磁式振动台(17)上端安装有支撑架(18)，所述测试pcb板(12)两端搭在固定架(11)上，中部由支撑架(18)支撑，测试pcb板(12)两端由固定架(11)和固定在固定架(11)上的两端盖板(16)夹持固定，测试pcb板(12)中部由支撑架(18)和安装在支撑架(18)上的中部驱动架(15)夹持，实现三点弯曲式载荷的搭载，测试pcb板(12)上通过锡焊有一定数量的被测样品(14)，所述应变片(13)固定于测试pcb板(12)上，应变片(13)用于读取试验中测试pcb板(12)的应变值。

3.根据权利要求2所述的一种适用于陶瓷电容弯曲载荷试验系统，其特征在于：所述被测样品(14)的引脚方向处于两端盖板(16)的连线方向。

4.根据权利要求3所述的一种适用于陶瓷电容弯曲载荷试验系统，其特征在于：所述应变片(13)的主应变方向处于两端盖板(16)的连线方向。

5.根据权利要求2所述的一种适用于陶瓷电容弯曲载荷试验系统，其特征在于：所述固定架(11)的上表面开设用于安装测试pcb板(12)的凹槽。

6.一种利用权利要求1～5任意一项所述的适用于陶瓷电容弯曲载荷试验系统的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种适用于陶瓷电容弯曲载荷试验系统的测试方法，其特征在于：所述s1中，需保证被测样品(14)的引脚方向处于两端盖板(16)的连线方向。

技术总结
一种适用于陶瓷电容弯曲载荷试验系统及测试方法，属于陶瓷电容技术领域。包括：振动模块，负责为被测样品提供设定的模拟载荷环境；上位机，负责设置样品数量、测试需求的应变载荷、测试周期、采样频率、失效阈值参数，测量模块，用于在试验过程中监测被测样品的电容值参数变化，并发送给控制模块，最终送达至上位机完成试验过程中的数据记录；本发明通过三点弯曲式载荷为陶瓷电容提供给定频率与载荷的弯曲应变，实现可控载荷、可控频率与数据检测的陶瓷电容结构失效测试。本发明通过系统控制与应变片检测，实现将传统的等效曲率转换为样品实际受到的弯曲应变，能够避免板弯试验中的变形不均匀引发的试验误差。

技术研发人员：周学,李芳涛,李东晖,翟国富
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15