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航天PILZ電磁繼電器動態(tài)特性測試與可靠性
航天PILZ電磁繼電器的可靠性直接影響整個國防電子系統(tǒng)的可靠性,其動態(tài)吸、反力特性配合技術是航天PILZ電磁繼電器可靠性設計的關鍵。所以,研究航天電磁繼電器動態(tài)特性測試與可靠性評價方法對提高繼電器的可靠性及整個國防電子系統(tǒng)的可靠性都具有十分重要的理論意義和實用價值。

航天PILZ電磁繼電器動態(tài)特性測試與可靠性
針對以往航天PILZ電磁繼電器動態(tài)特性測試方法存在的問題:銜鐵的運動沒有在CCD光感面上準確成像,CCD傳感器不能精確反映銜鐵運動特性;CCD傳感器線掃描周期長,不能滿足測試時間分辨率要求;數(shù)據(jù)采集的存儲深度低且速率低,優(yōu)化設計出一種微PILZ電磁繼電器,介紹了其驅動原理,通過對微PILZ電磁繼電器的電磁驅動力及活動銜鐵的位移進行分析計算,設計了微PILZ電磁繼電器的三維結構,以增大磁路效率,減小漏磁通,從而增加電磁驅動力。繼電器的反力特性對于繼電器的設計研制、裝配調試以及可靠運行均具有重要作用。簧片的柔度是反力特性計算的基礎。基于變形能法,對簧片的柔度進行計算,進而得到可求解任意形狀觸簧系統(tǒng)反力特性的通用計算方法。采用該方法計算了某型號PILZ電磁繼電器的反力特性,并用測試裝置對該繼電器反力特性進行了測試,結果表明所給出的通用計算方法的精度可滿足工程應用的要求。在此基礎上,采用V isualC++對該方法進行了軟件實現(xiàn),編制了工程化軟件系統(tǒng)。計算分析過程表明,PILZ電磁繼電器反力特性通用計算軟件系統(tǒng)界面友好、建模方便、計算速度快,可為繼電器設計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、平面勵磁線圈、固定觸點和活動銜鐵等部分組成。微PILZ電磁繼電器的平面勵磁線圈電阻約20Ω,外加5 V電壓時,微PILZ電磁繼電器可實現(xiàn)吸合動作。吸合后,微PILZ電磁繼電器的導通電阻為14.5Ω,繼電器的響應時間為1 ms。不能同時兼顧測試時間量程與分辨率要求,提出了改進的動態(tài)特性測試方案,并研制了航天PILZ電磁繼電器動態(tài)特性測試系統(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、驅動控制與電源模塊、數(shù)據(jù)處理及顯示模塊等組成。根據(jù)實際測試的試驗數(shù)據(jù),采用特征選取、三次樣條插值與擬合、Akima求導等數(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電磁繼電器動態(tài)特性測試與可靠性
進一步研究PILZ電磁繼電器的各種失效模式,主要針對動作失效與接觸失效進行了分析,得到了影響這兩種失效模式的動態(tài)特性參數(shù),并與某型號航天PILZ電磁繼電器動態(tài)特性測試結果對比,對其進行了可靠性評價。