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航天PILZ電磁繼電器動(dòng)態(tài)特性測(cè)試與可靠性
航天PILZ電磁繼電器的可靠性直接影響整個(gè)國(guó)防電子系統(tǒng)的可靠性,其動(dòng)態(tài)吸、反力特性配合技術(shù)是航天PILZ電磁繼電器可靠性設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。所以,研究航天電磁繼電器動(dòng)態(tài)特性測(cè)試與可靠性評(píng)價(jià)方法對(duì)提高繼電器的可靠性及整個(gè)國(guó)防電子系統(tǒng)的可靠性都具有十分重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。

航天PILZ電磁繼電器動(dòng)態(tài)特性測(cè)試與可靠性
針對(duì)以往航天PILZ電磁繼電器動(dòng)態(tài)特性測(cè)試方法存在的問(wèn)題:銜鐵的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有在CCD光感面上準(zhǔn)確成像,CCD傳感器不能精確反映銜鐵運(yùn)動(dòng)特性;CCD傳感器線掃描周期長(zhǎng),不能滿足測(cè)試時(shí)間分辨率要求;數(shù)據(jù)采集的存儲(chǔ)深度低且速率低,優(yōu)化設(shè)計(jì)出一種微PILZ電磁繼電器,介紹了其驅(qū)動(dòng)原理,通過(guò)對(duì)微PILZ電磁繼電器的電磁驅(qū)動(dòng)力及活動(dòng)銜鐵的位移進(jìn)行分析計(jì)算,設(shè)計(jì)了微PILZ電磁繼電器的三維結(jié)構(gòu),以增大磁路效率,減小漏磁通,從而增加電磁驅(qū)動(dòng)力。繼電器的反力特性對(duì)于繼電器的設(shè)計(jì)研制、裝配調(diào)試以及可靠運(yùn)行均具有重要作用。簧片的柔度是反力特性計(jì)算的基礎(chǔ)?；谧冃文芊?對(duì)簧片的柔度進(jìn)行計(jì)算,進(jìn)而得到可求解任意形狀觸簧系統(tǒng)反力特性的通用計(jì)算方法。采用該方法計(jì)算了某型號(hào)PILZ電磁繼電器的反力特性,并用測(cè)試裝置對(duì)該繼電器反力特性進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果表明所給出的通用計(jì)算方法的精度可滿足工程應(yīng)用的要求。在此基礎(chǔ)上,采用V isualC++對(duì)該方法進(jìn)行了軟件實(shí)現(xiàn),編制了工程化軟件系統(tǒng)。計(jì)算分析過(guò)程表明,PILZ電磁繼電器反力特性通用計(jì)算軟件系統(tǒng)界面友好、建模方便、計(jì)算速度快,可為繼電器設(shè)計(jì)及研究提供一定的幫助。采用MEMS加工工藝,試制了該新型微PILZ電磁繼電器的樣件,其尺寸為5 mm×5 mm×1 mm,它由上磁路、下磁路、平面勵(lì)磁線圈、固定觸點(diǎn)和活動(dòng)銜鐵等部分組成。微PILZ電磁繼電器的平面勵(lì)磁線圈電阻約20Ω,外加5 V電壓時(shí),微PILZ電磁繼電器可實(shí)現(xiàn)吸合動(dòng)作。吸合后,微PILZ電磁繼電器的導(dǎo)通電阻為14.5Ω,繼電器的響應(yīng)時(shí)間為1 ms。不能同時(shí)兼顧測(cè)試時(shí)間量程與分辨率要求,提出了改進(jìn)的動(dòng)態(tài)特性測(cè)試方案,并研制了航天PILZ電磁繼電器動(dòng)態(tài)特性測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由照明與成像模塊、CCD傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、驅(qū)動(dòng)控制與電源模塊、數(shù)據(jù)處理及顯示模塊等組成。根據(jù)實(shí)際測(cè)試的試驗(yàn)數(shù)據(jù),采用特征選取、三次樣條插值與擬合、Akima求導(dǎo)等數(shù)據(jù)處理算法,可以得到航天PILZ電磁繼電器銜鐵的位移、速度、加速度、合力等特性曲線。

航天PILZ電磁繼電器動(dòng)態(tài)特性測(cè)試與可靠性
進(jìn)一步研究PILZ電磁繼電器的各種失效模式,主要針對(duì)動(dòng)作失效與接觸失效進(jìn)行了分析,得到了影響這兩種失效模式的動(dòng)態(tài)特性參數(shù),并與某型號(hào)航天PILZ電磁繼電器動(dòng)態(tài)特性測(cè)試結(jié)果對(duì)比,對(duì)其進(jìn)行了可靠性評(píng)價(jià)。