【电子行业标准(SJ)】 卫星通信地球站无线电设备可靠性试验方法

中华人民共和国电子工业部部标准SJ2940--88
卫星通信地球站无线电设备
可靠性试验方法
1988-03-22发布
1988-10-01实施
中华人民共和国电子工业部批准1引言
中华人民共和国电子工业部标准SJ2940-88
卫星通信地球站无线电设备可靠性试验方法1.1适用范围
本标准适用于以平均无故障工作时间（M全BF）为指标，预期寿命服从指数分布或合理地认为服从指数分布的卫星通信地球站无线电设备（以下简称设备）的可靠性鉴定试验和可靠性验收试验。
本标准不适用于可靠性增长试验。1.2巨的
本标准为设条的可靠性鉴定试验、可靠性验收试验规定了具体要求和统一的试验方法，以便为生产和使用方进行可靠性指标的测定、考核、改进产品质量提供定量分析依据。2引用标准
GB2421~2424-—31《电工电子产品基本环境试验规程》GB3187-82《可靠性基本名词术语及定义》GB3358《统计学名词及符号》
SJ2064--82《电子设备可靠性验证试验》SJ2166—82《电子设备可靠性试验的一般要求（暂行）》3术语及符号
3般考虑
本标准未加定义的名词术语，按GB3187—33《可靠性基本名词术语及定义》以及GB2422一61《电工电子产品基本环境试验规程名词术语》来定义。3.2平均无故障工作时间（MTBF）3.2.1平均无故障工作时间假设值的下限值0不可接受的平均无故障工作时间。当设备平均无故障工作时间的真值接近0，时，标准试验方案以高概率拒收设备，
3.2.2平均无故障工作时间假设值的上限值9。可接受的平均无故障工作时间。当设备平均无故障工作时间的真值接近6。时，标准试验方案以高概率接收设备。
3.2.3平均无故障工作时间的观测值平均无故障工作时间的观测值等于设备的总工作时间或承受规定的试验应力的累计时间除以资任失效数。，
其中总工作时间除以责任失效数以0。表示，它定义为设备工作时的平均无故障工作中华人民共和国电子工业部1988-03-22发布1988-10-01实施
时间的观测值。
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承受规定的试验应力的累计时间除以责任失效数以9s表示，它定义为设备不工作但承受规定的应力的平均无故障工作时间值。3.2.4平均无故障工作时间的验证值规定的条件下平均无故障工作时间真值的可能范围，用。或日，乘以上限因子可分别得到百。或。3.2.5平均无故障工作时间的质计值0预计值是按照设备的设计及使用环境，用可靠性预计的方法确定的平均无故障工作时间。p在数值上应大于或等于0。，以保证在可靠性鉴定试验中，试验方案以高溃率接收设备。
3.2.6鉴定比D.
鉴别比D是验证平均无故障工作时间统计试验方案的参数之一。D=0。
3.3判决风险率
3.3.1：使用方风险率β
设备平均无故障工作时间的真值等于平均无故障工作时间假设值的下限值，时，设备被接收的概率。
3.3.2生产方风险率α
设备平均无故障工作时间的真值等于平均无故障工作时间假设值的上限值。时，设备被拒收的概率。
3.4加权系数w
加权系数表示某一责任失效对受试设备规定功能的实现影响的程度。它是一个等于或小于100%的实数。
3.5加权失效数（Rw）
加权失效数（Rw）表示经加权处理后的累计责任失效数。它最终应以生产方与使用方同意的条件取整。
3.6失效
失效应采用下述般定义。
失效是指原先合格的产品，在规定条件下其一个或儿个功能参数不能保持在规定的上下限之间。
失效也指会引起产品在工作条件下失效的机械、结构部作或元件的破裂、断裂或损坏状态。
在产品标准中或试验程序中，必须说明有关失效判据的各种细节（包括所需功能及性能参数的上下限）。
3.7，未证实失效
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不能证实预期现场一定不会发生的责任失效。3.8反复失效
同一种失效反复发生时，称反复失效。此类失效必须采取有效措施后才可使可靠性试验顺利进行。
3.9特殊失效
使得可靠性试验不能不中止的失效。它又分为反复失效和立即作出拒收的失效两类。4可靠性试验的类型
4.1可靠性鉴定试验
试验目的是为了验证设备的设计能否在规定的条件下，满足规定的可靠性要求。试验应在具有代表性的产品样品上进行。可靠性鉴定试验结果可以作为判断产品是否达到设计（或生产）定型的可靠性要求依据。本试验适用于，a.设计定型：
b.生产定型；
C.主要设计工艺变更后的鉴定。4.2可靠性验收试验
试验目的是验证连续生产过程中的设备在规定条件下能否满足规定的可靠性要求。该试验一般以抽样方式进行。
4.3全数可靠性验收试验
如有必要亦可采用全数验收试验，该试验可取代一般可靠性验收试验及鉴定试验。以上试验一般应采用摸拟试验，也可直接采用现场试验。5可靠性试验的原则和要求
5.1设备分类
卫星通信地球站设备分为以下三类（见表1）。表1
陆用设备
船用设备
车载式设备
5.2受试设备的数量
包括移动站和可搬运站设备
5.2.1可靠性鉴定试验的受试设备数量应在产品技术标准或有关合同文件中规定。一般至少两台，但若生产最不足三台时，允许一台。5.2.2可靠性验收试验的受试设备的数量为每批受试设备中至少抽样三台。5.2.3全数可靠性验收试验的受试设备数量为百分之百。3
5.3试验时间
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5.3.1采用序贯试验方案时，实际的试验续事时间以方案判决标准作出判决时为准。试验经费与试验时间安排应根据最大允许时间、截星时间来设计，而不应按预期判决时间来设计。
5.3.2采用定时截尾试验方案时，应进行到总的设备小时数或总的设备失效缴能按规定的方案作出接收或拒收判决时为止。5.3.3采用全数可靠性验收方案时，就需要一直进行作出打收判决或所有设备都通过试验才截止。
5.3.4试验时间按试验目的和要求的不同，分别定义为设备通电工作时间或设备承受各种规定应力的受试时间。
一般情况下，应以设备通电工作累计试验时间≥tai来计算MTBF值，并以MTBF。n来表示；如果需要，也可以用设备承受规定应力的累计试验时间≥t：来计算MTBF值并应标明MTBF.。
5.3.5试验的监控应使设备失效前的时间能被相当准确地记下来。每台设备的试验时间至少应为所有受试设备平均试验时间的一平。5.4可靠性鉴定试验前应具备的条件5.4.1可靠性预计：鉴定试验之前，对设备应作可靠性预计。预计时，应采用生产和使用双方共同确认的数据。要求预计值大于或等于0。值，否则必领改进设备的可靠性设计或调整试验方案的参数值。5.4.2热检查：应找出设备中具有最大热惯性的部件并确认最大热惯性点及其稳定时间，一般情况是，如果最大热惯性部件的最高温度与试验下限值之差不超过C，其变化率低于2°C/n则认为温度已经稳定。较大设备之温度容差可增大至3°C.5.4.3振动检查：对地面固定使用的设备也应进行振动检查，找出共振点，以便在正式试验中避开它。
5.4.4老炼预处理：试验样品应在试验前进行305h常温或100h高温（不低于40°C）的老炼预处理的时间不能计入试验时闻。5.7对可靠性指标考核的要求
5.5.1受试设备必须在试验方案和产品技不标准规定的应力条件或本标准规定的推荐应力条件下处于正常状态，才能进行可靠性指标的考核。5.5.2受试设备可性考核必须以试验结果为依据，并符合产品技术标准的规定。5.5.3现场试验中的工作和环境条件，一般要比摸拟试验复杂得多，详细的现场可靠性试验方案，应合理地规定所有工作和环境条件严酷超度的极限。特别注意那些对设备可靠性有主要影响的因索。凡因超出规定极限范围所引起的失效租超出极限的时间都不得计入平均无故障工作时间值。
5.6测试条件
在下列极限范围之内；
5.6.1标准大气条件：
温度：+15~+35°C，
气压：86~106kPa
相对湿度：45%~75%
5.6.2仲裁条件
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当被测参数取决于温度、气压，而它们之间的依赖关系又不明确时，应采用仲裁条件：
温度：23±2″C；
气压：86~106kpa
相对湿度：48%~5/%。
5.6.3测试要求
5.6.3.1对设备与电参数值的测试和功能检查方法，应按各产品技术标准规定执行并将测试数据详细记入可靠性试验报告的数据表中。5.6.3.2应确实保证使用的测试议器、仪表对受试设备测量的影响不能超过设备本身的抗干扰能力，
5.7受试设备的工作条件
5.7.1功能摸式
5.7.1.1按设备功能模式不同，应将地球站设备分类，例如，广播电视、通话、通报、数据传真等等。不同类型设备的功能及在现场工作的方式，都要在可靠性试验中分别进行模拟。
5.7.1.2当设备具有主、备双机并联使用自动倒换功能时，在可靠性试验中应将倒换选择开关置于“主动”位置。同时，在试验过程中按预先规定的比例，对手动倒换也应模拟。
E.7.2.输入信号
依照各产品技术标准规定，输入信号的特征和大小应能影响设备工作中的信号参数。使之在合理的误差范围内。整套设备工作的可靠性试验应模拟现场工作以自环方式实现。5.7.3负载条件
在可靠性试验时，受试设备应该加上符合产品技术标准的额定负载或等效负载。5.7.4工作能源
受试设备的工作能源必须满足设备技术标准中规定的特性和容差。5.7.5受试设备的操作
应模拟现场使用时操作人员对设备的实际操作，并符合设备技术标准规定的操作规。
5.8应力条件
可靠性试验中，通常施加电应力、温度、湿度和机械振动四种应力。这些应力应模拟5
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现场按比例循环施加或同时施加。试验应力的等级及大小应符合产品技术标准的规定。5.8.1推荐的电应力
电源电压：受试设备技术标准的额定值。电压幅度变化：额定值的±10%。电压循环变化周期时间比例：
额定值占50%；
上限值占25%；
下限值占25%。
电冲击：通断试验，每电压循环周期内进行两次。表2
-10℃
-45℃
—40℃
-45℃
—45℃
-10℃
-45℃
—40℃
-45℃
*根据通信站设备的工作条件分档。**根据我国各地区的气象环境条件分档。8
+15~35
5.8.2推荐的温度应力
各类设备推荐应力如表2。
5.8.3推荐的湿热应力
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经用户同意，可靠性试验中可加入湿热应力。其推荐应力为：温度：+35℃；
相对温度：（933）%
施加时间：在每个试验周期内占16h左右，见5.10条。5.8.4推荐的机械振动应力
推荐的机械振动应力见表3。
频率范围（Hz）
30~200
最大加速度（m/s）
最小振幅（mm）
机械振动应力施加方式：受试设备按正常安装方式置于振动台上，不加电，振动20min，每次振动开始时间见5.10条。
经使用方同意，在可靠性试验时可考虑免做振动试验。5.9设计试验周期的原则
每一个试验周期的持续时间不能太长，以致重复次数太少，对试验结果产生实质性影响；也不能太短，以致规定的试验条件达不到稳定。每一个试验周期至少重复三次。5.10推荐的试验周期
推荐的试验周期之一如图1所示，其中：a.不加电，振动20min；
b.试验开始工作稳定时间Ih；
c.低温工作时间8h，前2h加比电源标称值高出百分之十的电应力；后2h加比电源标称值低百分之十的电应力：
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d.常温工作时间15h（或根据用户要求，加湿热应力15h）；e.高温工作时间8h，前2h加比电源标称值高出百分之十的电应力后2h加比电源标称值低百分之十的电应力；
f.常温工作16h，前8h加比电源标称值高出百分之十的电应力；后8h加比电源标称值低百分之十的电应力：
9.每当电压应力循环开始，电源开关2次。以上每48h为一个试验工作循环（即：试验周期）推荐的试验周期之二如图2所示，其中：a.开始为低温存放12h；
b.低温工作8h；
c.低温向高温过渡工作8h；
d.高温工作16h；
e.高温存放12h；
f.湿热工作16h。
整个循环试验周期共72h。其中电源电压、通断循环及振动试验的施如方法在图2中示意表明。
5.11统计试验方案
本标准采用的统计试验方案同部标准SJ2064一82。5.11.1试验方案的选择和设计
5.11.1.1试验方案的选择应按SJ2064一82中“选择方案的原则”进行。一般，如果f
电源电压
通断情环
高温工作
低限工作
低温存放
不限值
题定值
（标练值）
注：图中时间关系未按比例绘出，仅作示意图振动
RH:95%
温驾工作
试轻时间(h)
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事先知道精确的试验时间和费用，可选用定时截尾试验方案；如果试验的时间关系不大；可选用序贯截尾试验方案。序贯试验在相同条件下一般较定时裁尾方案能够节约时间，当产品可靠性水平较高或低时，尤其如此。当必须对每台设备进行判决时，应采用全数试验方案。5.11.1.2经使用方同意，当条件允许情况下，对长惑命、高可靠、生产数量不多的设备进行可靠性试验时，可以设计利用环境试验、性能试验等试验数据的试验方案。也可以将可靠性试验与这些试验综合以充分利用信息，但在整个试验开始前，生产方和使用方应共同确定试验要求，试验程序、数据处理及作详细的试验记录。Tcc)
形关二次
(35℃,RH:932)
开关二次
注，图中时间关系未按比例绘出，5.11.2推荐的试验方案
考虑到卫通信地球站无线电设备的特点，推荐试验方案如下（见表4）。表4
试验方案名称
定期裁尾试验方案
标准型概率比序贯试验方案
全数试验方案
试验方案在SJ2064一82中的编号4:3
4：12
试验方案在附录C（补充件）中的图和表表C3
表C1；C5，图C2C3C4
表C1，C6；图C5：C6；C7
表C7：图C8；C9；
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5.12对试验设备、仪器和实施试验的要求5.12.1试验设备应能提供试验环境要求的各种条件。试验前试验设备和检测仪器应经过校准，试验期间，试验设备、仪器、仪表应按规定要求进行及时的检修和校准。5.12.2受试设备应按现场安装方式或产品技术标准的要求正确地安装在试验设备中，并应保证受试设备、试验设备和试验人员的安全。5.12.3试验箱温度控制误差应不超过±3℃考虑到某些受试设备过于庞大，箱内温控误差还可以适当放宽，但要在试验条件中说明。5.13对失效设备的修理与预防维修的要求5.13.1修理原则
5.1.13.1在试验过程中，修理仅限于按产品技术标准把失效了的设备恢复到正常状态。5.1.13.2受试设备的组成单元、部件除修理过程中临时代用外，不准进行变换修理质量等级的永久性更换。
5.13.2预防性维护
有预防性维护要求的受试设备，试验前，可按技术标准要求和现场维护原则，由生产、使用双方共同商定试验中的维护项目和具体办法。此外，不允任何额外的预防性维护5.14受试设备的复原
5.14.1试验结束后，生产方应将受试设备复原到符合产品技术标准的要求。5.14.2对于试验中失效的包括性能退化但未完全失效的元器件，要按受试产品的技术条件予以更新。更换后应按产品技术标准重新检查，合格后方能交付使用方。6失效的分析与处理
6.1失效的分类
6.1.1责任失效
在可靠性试验中，受试设备的每一个关联的独立失效以及由此引起的任何从属失效算作一次责任失效。责任失效应计入受试设备的失效判决。它由下列三部分组成：a.间歇失效
b.未证实失效；
c.独立失效：
设备设计失效；
设备制造工艺失效：
零部件设计失效；
零部件制造工艺失效；
软件误差；
调节控制机构失效；
机内测试系统失效；
机内附属电路失效：
生产方提供的操作、维护、修理程序失效。10
6.1.2非责任失效
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由使用方提供的或由使用方指定的生产厂提供的设备的独立失效引起的受试设备的失效，非责任失效不计入受试设备的失效判决。它由下列五部分组成：a.非关联失效；
b.从属失效；
C.由使用方提供的软件而引起的失效：d.有规定寿命期限的产品，因未按时间更换所引起的失效；e.失效原因明显并易于纠正的失效，经使用方同意。在本批产品中全部采取纠正措施后，可作为非责任失效处理。
6.1.3失效分类关系图
失效分类关系图见图3
特殊夫效
立即作出拒
收的失效
独立关效
一级失效
责任失效
间歇失效
关联关效
二级失效
图3失效分类关系图Www.bzxZ.net
非责任失效
非关联失效
未证实失效
三级失效
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