Файл: Видершайн, М. Н. Производственный контроль параметров элементов цифровой автоматики.pdf

охлаждается с помощью циркулирующего воздуха или воды. При этом газообразный хладагент конденсируется в жидкое состояние. Жидкий хладагент при температуре окружающей среды и относительно высоком давлении поступает из конденса­ тора в приемник, где он накапливается. Далее жидкий хладагент через расширительный клапан поступает в распыленном состоянии в змеевик испарителя при резком понижении давления и темпе­ ратуры жидкости. В испарителе давление является пониженным вследствие процесса всасывания, осуществляемого компрес­ сором.

Вследствие понижения давления происходит бурное испарение хладагента с одновременным поглащением теплоты окружающей среды, из-за чего ее температура снижается. Перешедший в газо­ образное состояние хладагент засасывается компрессором и про­ цесс повторяется. Однокаскадная холодильная система обеспе­ чивает, как правило, понижение температуры до —40° С. Для создания более низких температур применяются двух или более ступенчатые системы.

Более простая установка для проведения испытаний при низких температурах может быть создана с использованием сухой угле­ кислоты, температура замерзания которой равна — 57° С. Такая установка состоит из теплоизоляционной камеры, внутрь которой между металлическим контейнером и стенкой камеры помещается двуокись углерода С 02 в твердом состоянии. Поверхностная тем­ пература твердой углекислоты равна примерно —80° С. Такую холодильную установку используют при отсутствии более совер­ шенных испытательных устройств. Недостатком камер с сухой углекислотой является существенное изменение температуры в зависимости от количества тепла, выделяемого испытуемыми образцами и трудность регулирования температуры внутри камеры.

Теплоустойчивость. Перед проведением испытаний аппаратуру осматривают, а затем измеряют электрические параметры и про­ веряют ее механические свойства. В камерах, которые исполь­ зуются для испытания аппаратуры на сухое тепло, обеспечивается возможность поддержания в любой точке ее рабочего объема тем­ пературы от 30 до 200° С. Стандарные значения температуры уста­ навливают равными следующим: 30; 40; 55; 70; 85; 100; 125; 155; 200° С. Допустимые отклонения температуры 125, 155 и 200° С не должны превышать ±5° С, остальных температур— ±3°С . При испытании элементов допустимые отклонения температуры во всем диапазоне их изменения не превышают ±2° С. Стандарт­ ные значения температуры свыше 200° С и до 1000° С рекомен­ дуется устанавливать равными следующим значением: 250°, 315°, 400°, 500°, 630°, 800° и 1000° С.

Абсолютная влажность в камере выбирается не более чем 20 г водяных паров на 1 м3 воздуха, что соответствует приблизительно 50% относительной влажности при температуре 35° С. Температура

90

в камере регулируется с помощью специального устройства. При этом необходимо следить за тем, чтобы условия в рабочем объеме камеры были бы по возможности однородными и максимально приближались к тем, которые существуют вблизи датчика темпе­ ратуры. Для обеспечения этого воздух в камере циркулирует. При этом необходимо, чтобы циркулирующий воздух не охлаждал испытуемые образцы. Конструкция камеры предупреждает воз­ можность прямого воздействия нагревательных элементов на испытуемую аппаратуру. Необходимо также обеспечивать, чтобы тепловое рассеяние испытуемой аппаратуры не оказывало значи­ тельного влияния на условия испытания в камере.

Аппаратура, которая подвергается испытанию на сухое тепло, помещается в камеру при нормальных атмосферных условиях без

ции, аппаратура вносится в камеру при высокой температуре. После установки испытуемых образцов в камеру температура в ней постепенно повышается до необходимой величины. Скорость изменения температуры выбирается не более 1° С/мин, которая определяется как средняя величина за период 5 мин. Выдержка при высокой температуре производится до тех пор, пока не уста­ новится температурное равновесие.

При испытании элементов аппаратуры они выдерживаются в камере при высокой температуре в течение 16 ч. При испытании аппаратуры на теплоустойчивость (возможность пребывания при высокой температуре), она находится в камере в течение 96 ч. В отдельных случаях в технических условиях может быть указано другое время выдержки.

Проверка работоспособности аппаратуры при высокой темпера­ туре производится путем ее включения и проверки основных па­ раметров. Длительность выдержки аппаратуры при высокой тем­ пературе и режим работы, оговариваются в технических условиях. Минимальное время выдержки во всех случаях не менее 2 ч. Имеющиеся средства охлаждения аппаратуры, обычно исполь­ зуемые в нормальных условиях эксплуатации, применяются и при испытаниях аппаратуры на воздействие высокой темпе­ ратуры.

Измерения электрических параметров и проверку механических свойств изделий производят в конце периода выдержки. Перечень параметров и их количественные значения указываются в техни­ ческих условиях. По возможности производят визуальный осмотр изделия. После выдержки изделий и проверки параметров темпе­ ратура в камере постепенно понижается до нормальных значений (15— 35° С) со скоростью, не большей чем 1° С/мин.

Аппаратура остается в камере до тех пор, пока не установится температурное равновесие. В отдельных случаях, если это особо оговаривается в технических условиях, аппаратуру можно извле­ кать из камеры при высокой температуре.

91

Рис. 25. Схема термокамеры

очистки сухого воздуха; 3 —осу­ шающий элемент; 4 — циркуля­ ционный вентилятор; 5 — регу­ лятор относительной влажности; 6 — устройство для обеспечения точной регулировки относитель­ ной влажности воздуха; 7 — нагреватель; 8 — регулятор тем­ пературы; 9 — рабочая камера

Проверку параметров производят непрерывно в течение всего времени восстановления. После окончания периода восстановле­ ния производят проверку механических свойств изделия и изме­ ряют ее электрические параметры.

При разработке и конструировании камер для испытаний на воздействие высоких температур должны быть удовлетворены требования, обеспечивающие достоверность результатов испыта­ ний и достаточную точность установки заданных температур и других требований.

Выравнивание температуры осуществляется циркуляцией воздуха внутри камеры. В зависимости от конструкции, возможно использование естественной или принудительной конвекции. Последнее предпочтительнее, так как при естественной конвек­ ции возможно возникновение внутри камеры отдельных местных перегревов.

Рядом преимуществ обладает камера с внешними подогрева­ телями, в которых предварительно подогретый воздух подается в рабочее пространство камеры. Схема такой установки показана на рис. 25. Устройство состоит из собственно камеры, в рабочий объем которой помещаются испытуемые элементы 9, устройства предварительного нагрева и очистки сухого воздуха 2, осушающего элемент 3, вентилятора 4, обеспечивающего циркуляцию воздуха, основного нагревателя 7, системы автоматического регулирования температуры 8 и, при необходимости, системы обеспечения за­ данной относительной влажности воздуха 6. Эта система состоит из насоса, обеспечивающего распыление предварительно подогре­ той воды и регулятора относительной влажности 5, управляющего работой насоса.

Более простыми устройствами для испытания при повышенной температуре являются термостаты, температура в которых уста­ навливается с помощью нагревательных элементов. При этом необходимо исключить влияние нагревательных элементов непо­ средственно на испытуемую аппаратуру или узлы.

92

4. Методы испытаний на воздействие пониженного и повышенного давления, влажности и морского тумана

Пониженное давление. При испытании радиоэлектронной аппара­ туры на возможность ее работы в условиях пониженного атмо­ сферного давления первоначально измеряют электрические пара­ метры изделия и определяют его механические свойства, сравни* вая полученные данные с требованиями технических условий. Далее образцы помещают в камеру, после чего в ней устанавли­ вают температуру, указанную в технических условиях. По дости­ жении температурного равновесия давление в камере снижается до необходимой величины и поддерживается на этом уровне в те­ чение заданного времени. В течение этого времени аппаратура находится во включенном состоянии. В конце периода выдержки изменяют электрические параметры изделия, а также проверяют его механические свойства. По окончании периода выдержки дав­ ление в камере постепенно повышают до значений, соответствую­ щих нормальным атмосферным условиям, контролируя при этом отсутствие конденсации влаги на образцах. Элементы аппара­ туры выдерживают в нормальных атмосферных условиях восста­ новления от 1 до 2 ч, а аппаратура в течение времени, необходи­ мого для достижения температурного равновесия. После оконча­ ния периода восстановления, длительность которого может быть указана в технических условиях, вновь измеряют электрические параметры изделий и проверяют их механические свойства.

Испытания аппаратуры на пониженное атмосферное давление, производят при значениях давления, указанных в табл. 9. В этой же таблице приведены значения соответствующих высот. Приве­ денные в табл. 9 соотношения между давлением и высотой соот­ ветствуют наиболее неблагоприятным условиям. Необходимо учитывать, что на высотах до 1000 м нормальным является атмосфер­ ное давление 860— 1060 мбар. Если аппаратуру необходимо испы­ тать при нижнем пределе давления, соответствующем нормаль­ ным атмосферным условиям испытаний, то в этом случае уста­ навливают давление, равное 840 мбар.

Допускаемое отклонение от указанных в таблице величин давлений составляет ±5% или ±1 мбар в зависимости от того, какая из этих величин больше. Для давления 840 мбар допускае­ мое отклонение находится в пределах ±20 мбар. В любой точке

93

камеры, предназначенной для проведения испытаний на понижен­ ное давление, предусматривается возможность установления по­ ниженной или повышенной температуры, предусмотренной тре­ бованиями для проведения испытаний на холод и сухое тепло.

Влажность. При проведении испытаний радиоэлектронной ап­ паратуры и ее элементов на воздействие влажности различают так называемые длительные и ускоренные испытания.

При длительных испытаниях определяется возможность экс­ плуатации изделия в условиях повышенной влажности в течение заданного времени. Длительность испытаний колеблется от 4 до 56 дней. При этом обеспечивается возможность поддержания

влюбой точке камеры температуры 40 ± 2° С и относительной влажности 90—95%, а также принудительная циркуляция воз­ духа. В камере обеспечивается отсутствие тумана и конденсация воды на испытываемых изделиях.

При ускоренных испытаниях изделий на влажное тепло про­ изводится проверка возможности эксплуатации или хранения их

вусловиях высокой влажности в сочетании с изменениями темпе­ ратуры. Цикл ускоренных испытаний на влажное тепло про­ должается 24 ч (рис. 26). Вначале цикла температура в камере

в течение 1,5—2,5 ч повышается до 55 ± 2° С при влажности 80— 100%. При этом на испытываемых изделиях конденсируется влага. Затем в течение 16 ч в камере поддерживается температура 55 ± 2% с периодическими, не менее 4 раз в час колебаниями на 2—3° С. Относительная влажность в камере в течение этого периода составляет 95— 100% и на изделиях будет появляться влага. После окончания второго периода температура в камере понижается до нормальной при влажности 80— 100%. При испыта­ ниях изделия подвергаются от 1 до 6 указанных циклов в зави­ симости от выбранной степени жесткости.

Получившие широкое распространение комбинированные термобаровлагокамеры обеспечивают испытание аппаратуры на устойчивость по отношению к воздействию повышенной и пони­ женной температуры, пониженного давления и повышенной влаж­ ности. Преимуществом применения таких комбинированных камер является возможность одновременного испытания аппара­ туры на устойчивость к нескольким влияющим факторам и мень­ ший объем, занимаемый установкой. Такие комбинированные уста­ новки являются сложными автоматически регулируемыми устрой­ ствами, в которых давление, температура и влажность регули­ руются автоматически следящими системами с применением соответствующих датчиком температуры, давления и влажности.

Морской туман. Испытанию на устойчивость к воздействию морского тумана подвергается радиоэлектронная аппаратура и ее элементы, эксплуатирующиеся на морских объектах. Эти испы­ тания предназначены в основном для определения качества и однородности защитных покрытий, применяемых в производстве таких изделий. Основное внимание при контроле имитируемых

'94