Nội dung toàn văn Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3946:1984 về Điện trở và tụ điện thông dụng có trị số không đổi – Phương pháp thử nghiệm và đánh giá độ tin cậy trong điều kiện nóng ẩm do Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước ban hành
TIÊU CHUẨN VIỆT NAM
TCVN 3946 – 84
ĐIỆN TRỞ VÀ TỤ ĐIỆN THÔNG DỤNG CÓ TRỊ SỐ KHÔNG ĐỔI – PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY TRONG ĐIỀU KIỆN NÓNG ẨM
Condensers and resistors. Methods for testing and evaluation of reliability in high temperature humidity conditions
Tiêu chuẩn này áp dụng cho các loại điện trở và tụ điện thông dụng có trị số không đổi sử dụng trong các thiết bị điện tử.
1. QUY ĐỊNH CHUNG
1.1. Tiêu chuẩn này quy định các điều kiện, phương pháp thử nghiệm và đánh giá nhằm thống nhất xác định các thông số độ tin cậy của điện trở và tụ điện ở những điều kiện xác định.
1.2. Các thử nghiệm quy định trong tiêu chuẩn này dùng để thu thập các thông tin về sự hư hỏng của linh kiện theo thời gian ở các điều kiện có tải và vận hành khác nhau. Khi quy định những điều kiện này phải căn cứ vào các tiêu chuẩn sản phẩm cụ thể của từng loại điện trở và tụ điện.
1.3. Trên cơ sở của các kết quả thử nghiệm rút ra các kết luận nhằm cải tiến công nghệ, nâng cao chất lượng sản phẩm, đánh giá khả năng sử dụng, làm cơ sở để thiết kế các thiết bị điện tử làm việc tin cậy ở các điều kiện xác định, đặc biệt là điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm Việt Nam.
1.4. Những kết luận rút ra từ các thử nghiệm độ tin cậy chỉ dùng trong giai đoạn tuổi thọ vận hành của linh kiện, thời gian thử nghiệm không được dài hơn tuổi thọ vận hành đã được quy định trong tiêu chuẩn sản phẩm cụ thể của linh kiện.
2. PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM
2.1. Nguyên tắc chung.
2.1.1. Trong mỗi một thử nghiệm độ tin cậy chỉ thực hiện trên các linh kiện giống nhau về kết cấu và công nghệ có cùng một điện dung và điện áp danh định (đối với tụ điện), có cùng một công suất và điện trở danh định (đối với điện trở).
2.1.2. Khi thử nghiệm độ tin cậy chọn trong lô lấy một nhóm linh kiện có độ tin cậy thấp nhất qua đánh giá sơ bộ hoặc lấy hai nhóm, một nhóm có độ tin cậy cao và một nhóm có độ tin cậy thấp nhất để thử nghiệm đánh giá.
2.2. Chọn số lượng linh kiện (trong sản xuất hàng loạt) để thử nghiệm độ tin cậy.
2.2.1. Linh kiện được chọn ngẫu nhiên trong thành phẩm.
2.2.2. Số lượng linh kiện cần thiết để xác định các chỉ số độ tin cậy không ít hơn 100 cái cho mỗi loại thử nghiệm.
2.3. Thử nghiệm độ tin cậy cho điện trở và tụ điện được thực hiện khi có các thay đổi kết cấu và công nghệ cần thiết.
2.4. Các linh kiện thử nghiệm phải lắp trên các giá thử hoặc những dụng cụ tương tự. Các linh kiện có tỏa nhiệt như điện trở phải bố trí sao cho có thể loại trừ được tác động tương hỗ về nhiệt giữa chúng, các linh kiện không tỏa nhiệt như tụ điện phải bảo đảm được sự lưu thông không khí trong tủ thử. Khoảng cách tối thiểu giữa các linh kiện bằng hai lần đường kính của linh kiện.
Trong quá trình thử nghiệm nhiệt độ trong tủ thử nghiệm phải giữ ổn định để cho dao động nhiệt độ không quá lớn hơn ± 3oC ; điện áp và dòng điện thử nghiệm không thay đổi quá ± 5%.
2.5. Thời gian thử :
Thời gian thử không ít hơn 1000 giờ đối với thử nghiệm gia tốc và không ít hơn 35.000 giờ đối với thử nghiệm bảo quản nếu như trong các tiêu chuẩn sản phẩm không có quy định gì khác. Thử nghiệm cũng có thể kết thúc khi có 50% số linh kiện bị hỏng theo chỉ tiêu hư hỏng đã quy định trước.
Sau từng thời gian quy định và sau khi kết thúc thí nghiệm, linh kiện phải được lấy ra khỏi tủ thử nghiệm, cho thích nghi khí hậu trong thời gian không ít hơn 1 giờ và không nhiều hơn 2 giờ ở nhiệt độ không khí 27 ± 10oC độ ẩm tương đối của không khí 65 ± 15% rồi đo các thông số. Nếu trong các tiêu chuẩn sản phẩm không có yêu cầu gì đặc biệt thì các thông số cần đo sẽ tiến hành ở các thời điểm sau :
t = 0 ; 25 ; 50 ; 100 ; 250 ; 500 ; 1000 giờ, sau đó cứ cách 1000 giờ lại đo 1 lần.
Nhiệt độ và độ ẩm trong quá trình đo lường phải được ghi trong biên bản thử nghiệm.
2.6. Thử nghiệm bảo quản
2.6.1. Mục đích : Xác định các thông số về độ tin cậy của các linh kiện trong quá trình bảo quản ở kho tàng.
2.6.2. Phương pháp thử : 50% linh kiện thử nghiệm được trong tình trạng bao gói và 50% linh kiện không bao gói. Trong từng thời gian nhất định (xem mục 2.5) lấy các linh kiện ra khỏi kho cho thích nghi khí hậu rồi đo lường các thông số quy định tiêu các tiêu chuẩn sản phẩm cụ thể.
2.7. Thử nghiệm gia tốc
2.7.1. Mục đích xác định các chỉ số độ tin cậy trong điều kiện thử nghiệm gia tốc. Thử nghiệm gia tốc là thử nghiệm trong các điều kiện đặc biệt nhằm mục đích thu được những thông tin về độ tin cậy trong thời gian ngắn hơn so với điều kiện vận hành được quy định trong các tiêu chuẩn sản phẩm cụ thể.
2.7.2. Phương pháp thử :
– Sau từng thời gian nhất định (xem mục 2.5) lấy linh kiện ra khỏi tủ thử nghiệm cho thích nghi khí hậu rồi đo lường các thông số quy định theo các tiêu chuẩn sản phẩm cụ thể.
– Tải điện trong thử nghiệm được quy định tùy theo đối tượng thử với hệ số phụ tải KH (tỷ số giữa tải thử nghiệm và tải danh định) ghi ở các bảng từ 1 đến 19.
Đối với điện trở KH là tỷ số giữa công suất thử nghiệm với công suất danh định.
KH = 100 %
Đối với tụ điện KH là tỷ số giữa điện áp thử nghiệm và điện áp danh định
KH = 100 %
Điện trở màng than có trị số không đổi
Bảng 1
|
Công suất tiêu tán, W |
Các điều kiện thử nghiệm |
Dạng điện áp |
|
|
Nhiệt độ môi trường thử, C |
KH % |
||
|
Từ 0,1 đến 0,25 |
40 |
150 ; 175 ; 200 |
Một chiều |
|
|
|
250 |
|
|
Từ 0,5 đến 1,0 |
40 |
125 ; 150 ; 175 ; |
Một chiều |
|
|
|
200 |
|
|
Từ 2,0 đến 3,0 |
40 |
125 ; 150 |
Một chiều |
|
Từ 0,1 đến 0,25 |
70 ; 85 ; 100 |
100 |
Một chiều |
|
Từ 0,5 đến 1,0 |
70 ; 85 ; 00 |
100 |
Một chiều |
|
Từ 2,0 đến 3,0 |
70 ; 85 |
100 |
Một chiều |
Điện trở tổ hợp có trị số không đổi
Bảng 2
|
Công suất tiêu tán, W |
Các điều kiện thử nghiệm |
Dạng điện áp |
|
|
Nhiệt độ môi trường thử, C |
KH % |
||
|
Từ 0,5 đến 1 |
40 |
150 ; 175 |
Một chiều |
|
2 |
40 |
125 ; 150 |
Một chiều |
|
Từ 0,5 đến 1 |
70 ; 85 ; 100 |
100 |
Một chiều |
|
2 |
70 ; 85 |
100 |
Một chiều |
Điện trở màng kim loại có trị số không đổi
Bảng 3
|
Công suất tiêu tán, W |
Các điều kiện thử nghiệm |
Dạng điện áp |
|
|
Nhiệt độ môi trường thử, C |
KH % |
||
|
Từ 0,5 đến 1 |
40 |
100; 150; 200; 250 |
Một chiều |
|
Từ 2 đến 3 |
40 |
100 ; 150 ; 200 |
Một chiều |
|
Từ 0,5 đến 1 |
70 ; 85 ; 100 ;120 |
100 |
Một chiều |
|
Từ 2,0 đến 3 |
70 ; 85 ; 100 |
100 |
Một chiều |
Tụ giấy có trị số điện dung không đổi
Bảng 4
|
Các điều kiện thử nghiệm |
Dạng điện áp |
|
|
Nhiệt độ môi trường thử, oC |
KH % |
|
|
40 |
150 ; 200 ; 250 |
Một chiều |
|
70 ; 85 |
100 |
Một chiều |
Tụ giấy mạ kim loại có trị số điện dung không đổi
Bảng 5
|
Các điều kiện thử nghiệm |
Dạng điện áp |
|
|
Nhiệt độ môi trường thử, oC |
KH % |
|
|
40 |
125 ; 150 |
Không đổi |
|
70 ; 85 |
100 |
Không đổi |
Tụ Mica có trị số điện dung không đổi
Bảng 6
|
Các điều kiện thử nghiệm |
Dạng điện áp |
|
|
Nhiệt độ môi trường thử, oC |
KH % |
|
|
40 |
150 ; 200 ; 250 ; 300 |
Một chiều |
|
70 ; 85 ; 100 |
100 |
Một chiều |
Tụ màng có trị số không đổi
Bảng 7
|
Các điều kiện thử nghiệm |
Dạng điện áp |
|
|
Nhiệt độ môi trường thử, oC |
KH % |
|
|
40 |
150 ; 200 ; 250 ; |
Một chiều |
|
|
300 |
|
|
70 ; 85 |
100 |
Một chiều |
Tụ hóa có trị số điện dung không đổi
Bảng 8
|
Điện áp danh định, V |
Các điều kiện thử nghiệm |
Dạng điện áp |
|
|
Nhiệt độ môi trường thử, oC |
KH % |
||
|
Đến 100 |
55 ; 70 ; 55 ; 100 |
100 |
Một chiều |
|
Trên 100 |
55 ; 70 ; 85 |
100 |
Một chiều |
Tụ sứ có trị số điện dung không đổi
Bảng 9
|
Các điều kiện thử nghiệm |
Dạng điện áp |
|
|
Nhiệt độ môi trường thử, oC |
KH % |
|
|
40 |
150 ; 200 ; 250 ; |
Một chiều |
|
70 ; 85 ; 100 ; 125 |
100 |
Một chiều |
Điện trở màng than có trị số không đổi
Bảng 10
|
Công suất tiêu tán, W |
Các điều kiện thử nghiệm |
Dạng điện áp |
||
|
Độ ẩm tương đối của môi trường thử, % |
Nhiệt độ môi trường thử, oC |
KH % |
||
|
Từ 0,1 đến 0,25 |
95 ± 3 |
40 ; 55 |
150 ; 175 ; 200 ; 250 |
Một chiều |
|
Từ 0,5 đến 1,0 |
95 ± 3 |
40 ; 55 |
125 ; 150 ; 175 ; 200 |
Một chiều |
|
Từ 2,0 đến 3,0 |
95 ± 3 |
40 ; 55 |
125 ; 150 |
Một chiều |
Điện trở tổ hợp có trị số không đổi
Bảng 11
|
Công suất tiêu tán, W |
Các điều kiện thử nghiệm |
Dạng điện áp |
||
|
Độ ẩm tương đối của môi trường thử, % |
Nhiệt độ môi trường thử, oC |
KH % |
||
|
Từ 0,5 đến 1 |
95 ± 3 |
40 ; 55 |
150 ; 175 |
Một chiều |
|
2 |
95 ± 3 |
40 ; 55 |
125 ; 150 |
Một chiều |
Điện trở màng kim loại có trị số không đổi
Bảng 12
|
Công suất tiêu tán, W |
Các điều kiện thử nghiệm |
Dạng điện áp |
||
|
Độ ẩm tương đối của môi trường thử, % |
Nhiệt độ môi trường thử, oC |
KH % |
||
|
Từ 0,5 đến 1 |
95 ± 3 |
40 ; 55 |
100 ; 150 ; 200; 251 |
Một chiều |
|
Từ 2 đến 3 |
95 ± 3 |
40 ; 55 |
100 ; 150 ; 200 |
Một chiều |
Tụ giấy có trị số điện dung không đổi
Bảng 13
|
Các điều kiện thử nghiệm |
Dạng điện áp |
||
|
Độ ẩm tương đối của môi trường thử, % |
Nhiệt độ môi trường thử, oC |
KH % |
|
|
95 ± 3 |
40 ; 55 |
150 ; 200 ; 250 |
Một chiều |
Tụ giấy mạ kim loại có trị số điện dung không đổi
Bảng 14
|
Các điều kiện thử nghiệm |
Dạng điện áp |
||
|
Độ ẩm tương đối của môi trường thử, % |
Nhiệt độ môi trường thử, oC |
KH % |
|
|
95 ± 3 |
40 ; 55 |
125 ; 150 |
Một chiều |
Tụ mica có trị số điện dung không đổi
Bảng 15
|
Các điều kiện thử nghiệm |
Dạng điện áp |
||
|
Độ ẩm tương đối của môi trường thử, % |
Nhiệt độ môi trường thử, oC |
KH % |
|
|
95 ± 3 |
40 ; 55 |
150 ; 200 ; 250 ; 300 |
Một chiều |
Tụ màng có trị số không đổi
Bảng 16
|
Các điều kiện thử nghiệm |
Dạng điện áp |
||
|
Độ ẩm tương đối của môi trường thử, % |
Nhiệt độ môi trường thử, oC |
KH % |
|
|
95 ± 3 |
40 ; 55 |
150 ; 200 ; 250 ; 300 |
Một chiều |
Tụ hóa có trị số điện dung không đổi
Bảng 17
|
Điện áp danh định, V |
Các điều kiện thử nghiệm |
Dạng điện áp |
||
|
Độ ẩm tương đối của môi trường thử, % |
Nhiệt độ môi trường thử, oC |
KH % |
||
|
Đến 100 |
95 ± 3 |
40 ; 55 |
100 |
Một chiều |
|
Trên 100 |
95 ± 3 |
40 ; 55 |
100 |
Một chiều |
Tụ sứ có trị số điện dung không đổi
Bảng 18
|
Các điều kiện thử nghiệm |
Dạng điện áp |
||
|
Độ ẩm tương đối của môi trường thử, % |
Nhiệt độ môi trường thử, oC |
KH % |
|
|
95 ± 3 |
40 ; 55 |
150 ; 200 ; 250 |
Một chiều |
2.7.3. Chọn chế độ thử nghiệm gia tốc
Các chế độ thử nghiệm được chọn theo các bảng từ 1 đến 19 ở trên. Cũng có thể tiến hành thử nghiệm gia tốc ở các chế độ khác ngoài các chế độ đã nêu ở các bảng trên, nhưng những thử nghiệm đó không được làm thay đổi cơ chế hư hỏng.
3. Xử lý kết quả thử nghiệm độ tin cậy
3.1. Cường độ hư hỏng là chỉ số đặc trưng cho độ tin cậy của linh kiện, theo giá trị này để tính toán độ tin cậy, cho thiết bị và hệ thống.
3.2. Cường độ hư hỏng tính theo công thức
l = 
Trong công thức này :
n – số lượng linh kiện hỏng – cái
ti – thời gian tính đến cái hỏng thứ i – giờ
N – số lượng mẫu đưa vào thử nghiệm từ đầu theo mục 2.2.2
T – thời gian thử – giờ.
3.3. Giới hạn trên và giới hạn dưới của cường độ hư hỏng trong trường hợp hàm mũ biểu diễn theo dạng sau đây :
< >l < >
Trong công thức này :
Tn = 
+ (N – n) T tổng thời gian thử nghiệm của linh kiện tính đến cái hỏng thứ n.
a – Xác suất để cho các giá trị của cường độ hư hỏng của một lượng linh kiện nhất định rơi ra ngoài giới hạn của khoảng xác định trước.
và 
là các giá trị của phân bố xem trong các bảng phân bố Poason : (2n) và (2n + 2) là bậc tự do.
3.4. Các số liệu thử nghiệm và đo lường ghi theo bảng 19.
Bảng 19
|
Tên gọi của sản phẩm và các chỉ số của chúng |
Số lượng linh kiện thử, cái |
Điều kiện thử nghiệm |
Số linh kiện hỏng đến các thời điểm quan sát/giờ |
l = 10 |
|||||||||||||
|
Độ ẩm tương đối của môi trường thử, % |
Nhiệt độ môi trường thử, oC |
Tải điện |
0 |
25 |
30 |
100 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
… |
5000 |
l trên |
l |
l dưới |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
