电子产品设计原理与应用
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1.8 提高电子产品可靠性的方法

评定一部电子产品质量的好坏,通常包括以下几个方面内容。

① 设备所能达到的技术指标。

② 对于可维修的产品,在规定的时间内,要求无故障工作时间长;而当出现故障时,要能迅速排除,恢复正常。即设备工作的有效性高。

③ 产品工作的可靠性高。这里包括:

● 设计和制造过程中,对可靠性影响因素的控制,如元器件的正确选用、电路的形式、机械结构的合理以及工艺的先进性等。

● 操作和管理人员的技术水平,操作的熟练程度以及维护的手段。

● 环境防护水平,如对温度、湿度、气压和振动冲击的防护、储存和运输的条件等。

很明显,产品的质量不仅体现在技术指标的先进性上,而且还与工作的可靠性以及执行其技术功能的有效性有关。

一般来说,提高产品工作可靠性的方法有下列几个方面。

① 进行环境影响因素试验。

● 稳定性试验。将产品置于人工模拟的工作环境之中,按照技术指标的要求,考核产品抵抗每一种环境影响因素的能力。如耐温、耐湿和耐压的稳定性;不渗水性以及耐振动、冲击和加速度等各种稳定性项目的试验。

● 综合性试验。考验产品在综合因素的作用下,所能达到的性能指标。这种试验比较接近于实际使用情况,所以在环境试验中占有重要地位。

应该指出,对于各种产品环境试验条件的拟定,必须根据具体的使用情况来考虑。例如,产品的循环试验,对不同的试验顺序所产生的试验结果就不一样。以气候因素的循环试验为例,其顺序为高温→潮湿→低温。产品先在烘箱中进行加温,使元器件受热干燥。然后将其放进潮湿箱,在毛细力作用下,使元器件吸潮。最后置于冷冻箱中冷却,由于热胀冷缩的结果,如果产品的质量不好,必将引起破裂。

② 采用备份系统(冗余系统)。把单个元件或整套系统并联起来作为备用,这是提高可靠性一种有效的手段。但这样做使整个系统的体积、重量和费用都增加,因此只有在较重要的产品中(如导弹制导和原子弹引信等)才采用。

③ 在电子线路上采取措施。例如,采用经过试验、可靠性高的标准线路,对分立元件进行筛选,尽量使用优选元件,以及元器件和组件的减载使用等。

④ 尽量简化系统或采用集成电路和大规模集成电路以提高系统的可靠性。

⑤ 设计故障指示和排除装置。

⑥ 加强对环境防护措施的研究,提高结构设计的水平。例如,采用有效的散热装置,控制元器件的温升;消减机械因素对产品造成的危害;排除内部与外部的噪声干扰;加强防腐、防潮、防霉的研究,提高结构材料使用寿命;设计实现标准化、系列化和通用化等。