電工電子產(chǎn)品在掃頻振動(dòng)過程中由于品種不同試驗(yàn)頻率范圍不盡相同,都有一個(gè)掃頻速率問題,如果沒有特殊規(guī)定,掃頻的速率應(yīng)為每分鐘一個(gè)倍頻程,試驗(yàn)中如何保證每分鐘每分鐘一個(gè)倍頻程的掃頻速率將影響到試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
為了確定電工電子產(chǎn)品經(jīng)受振動(dòng)的適應(yīng)性以及評(píng)價(jià)其結(jié)構(gòu)的完好性,在環(huán)境試驗(yàn)內(nèi)容中常常遇到振動(dòng)試驗(yàn)項(xiàng)目。振動(dòng)試驗(yàn)是在試驗(yàn)室內(nèi)模擬電工電子產(chǎn)品在實(shí)際使用和運(yùn)輸過程中可能經(jīng)受的振動(dòng)影響,但不一定是實(shí)際環(huán)境的再現(xiàn)。
振動(dòng)試驗(yàn)將給試驗(yàn)樣品的結(jié)構(gòu)剛度和疲勞性能帶來不同程度的影響。不同的試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí)即頻率范圍、振幅值和持續(xù)時(shí)間將產(chǎn)生不同的試驗(yàn)結(jié)果。因此。嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)條件對(duì)于取得準(zhǔn)確的試驗(yàn)結(jié)果有著重要的意義。
當(dāng)試驗(yàn)樣品的使用范圍明確而且振動(dòng)頻率是已知或可以預(yù)測時(shí),采用定頻試驗(yàn)法。為了確定試驗(yàn)樣品在某段頻率范圍內(nèi)對(duì)振動(dòng)的使用能力或搜索試驗(yàn)樣品在某段頻率范圍內(nèi)的危險(xiǎn)頻率(共振頻率)時(shí)則采用掃頻試驗(yàn)法,如整機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)中的初始振動(dòng)響應(yīng)檢查和zui后振動(dòng)響應(yīng)檢查。
在掃頻振動(dòng)試驗(yàn)中,通常規(guī)定好頻率范圍、振幅值和持續(xù)時(shí)間。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,掃頻應(yīng)是持續(xù)的且其頻率隨時(shí)間應(yīng)該按指數(shù)規(guī)律進(jìn)行變化,掃頻速率(掃頻過程中可控變量頻率對(duì)時(shí)間的變化率df/dt)應(yīng)為每分鐘一個(gè)倍頻程。所謂倍頻程即為頻率比為2的兩個(gè)頻率之間的頻段稱為倍頻程;n=1時(shí)頻率比=2,稱為一倍頻程;n=2時(shí)頻率比=2=,稱為二分之一倍頻程。
一般情況下,掃頻試驗(yàn)法在每一軸線上的試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間以有關(guān)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)所換算出來的掃頻循環(huán)次數(shù)給出,某一頻率范圍內(nèi)進(jìn)行一次掃頻循環(huán)所需的時(shí)間在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中給出,某一頻率范圍內(nèi)進(jìn)行一次掃頻循環(huán)所需的時(shí)間在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中給出,遇到非典型頻率范圍時(shí),其掃頻循環(huán)次數(shù)及每次掃頻所需時(shí)間則按公式進(jìn)行計(jì)算。
掃頻試驗(yàn)要求頻率隨時(shí)間按指數(shù)規(guī)律變化,即
=ekt
(1)
式中f2、f1分別為掃頻的上、下限頻率,k為取決于掃頻速率的因素,t為頻率f1到f2的掃頻時(shí)間。將等式(1)兩邊取以e為底的對(duì)數(shù)得:
kt=loge
(2)
若時(shí)間以分鐘計(jì)量,掃頻速率為1倍頻程/分鐘,即=2時(shí),等式(2)簡化為k=loge2,將其帶入等式(2)得:
t=loge()/loge2
=log2()
(3)
為查表計(jì)算方便起見,多采用以10為底的常用對(duì)數(shù),因此運(yùn)用對(duì)數(shù)換底公式,則
log2()=
=
=3.322log10()
從頻率f1→f2→f1進(jìn)行一次掃頻循環(huán)的時(shí)間為:
T=2t=6.644log10()
(4)
有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)給出某段頻率范圍從f1→f2→f1掃頻一次的試驗(yàn)時(shí)間,便是從公式(4)計(jì)算出來的結(jié)果,且其掃頻速率保證1倍頻程/分鐘的要求。假如有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中沒有你需要的頻率范圍,如10~200Hz,掃頻一次時(shí)間是T=6.644log10()=6.644×1.301=9.644分鐘,取整數(shù)9分鐘。又如2~80Hz,其T=6.644log10()=6.644×1.602=10.644分鐘,取整數(shù)11分鐘。如果產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求的掃頻振動(dòng)持續(xù)時(shí)間為△t小時(shí),則循環(huán)掃頻次數(shù)n=△t×60/T次。
在試驗(yàn)操作中,只要開啟振動(dòng)設(shè)備的控制臺(tái),工作臺(tái)暫不起振,調(diào)節(jié)好要求的頻率范圍,選取合適的掃頻速率粗調(diào)檔次,調(diào)節(jié)掃頻速率細(xì)調(diào)旋鈕,使其在f1→f2→f1掃頻過程的時(shí)間與計(jì)算或查表得到的時(shí)間T相吻合,然后再讓工作臺(tái)起振便能確保1倍頻程/分鐘的掃頻速率,從而實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)項(xiàng)目的要求。
摘自《電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)》
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