ICS17.040.30 J42
JB
中华人民共和国机械行业标准
JB/T136872019
光栅编码器 可靠性试验方法
Grating encoders--Reliabilitytestmethod
2019-08-02发布
2020-04-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布 JB/T13687-2019
目 次
1
前言 1范围， 2规范性引用文件 3术语和定义
可靠性指标.. 5可靠性试验方法 5.1试验准备 5.2试验设备与应力 5.3故障的判定和计数原则 5.4抽样原则 5.5试验应力 5.6试验步骤。 6可靠性特征量的评定 6.1MIBF观测值（点估计） 6.2MTBF的区间估计 7评估结果判定
表1 试验应力及设备明细表表2x分布分位数表 JB/T136872019
前言
本标准按照GB/T1.1--2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国意具量仪标准化技术委员会（SAC/TC132）归口。 本标准负责起草单位：长春离衡光学有限公司。 本标准参加起草单位：吉林大学机械学院、中国计量科学研究院、中科院光电技术研究所、国家机
床质量监督检验中心、华中科技大学、北京中科恒业中自技术有限公司、无锻市科瑞特精机有限公司、 吉林大学珠海学院、廖坊开发区莱格光电仪器有限公司、长春荣德光学有限公司、长睿三峰光电仪器制造有限公司。
本标准主要起草人：刘勇刚、马春玲、陈传海、张恒、警学东、张建国、宋宝、周华聪、双东君、 张传敏、许兴暂、倪国栋、梅恒、于海洋、王洋、崔峰铭。
本标准为首次发布。
I JB/T13687—2019
光栅编码器 可靠性试验方法
1范圈
本标准规定了光橱编码器可靠性试验方法的术语和定义、可靠性指标、可靠性试验方法、可靠性特
征量的评定、评估结集翔定。
本标准适用手光编码器（以下简称编码器）的可靠性试验。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T5080.1-2012可靠性试验第1部分：试验条件和统计检验原理 GB/T5080.4~-1985 设备可靠性试验 可靠性测定试验的点估计和区闻估计方法（指数分布） JB/T114982013 光栅旋转编码器
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
可靠性试验 reliabilitytest 对产品可靠性量度或性质进行测量、定量或分类所实施的试验。 [GB/T5080.1-2012，定义3.1.26]
3.2
故障fanlt 产品不能执行规定功能的状态。
3.3
关联故障 relevane fault 在解释试验、运行结果或计算可靠性量值时必须计入的故障。
3.4
非关联故障 mon-relevant fault 在解释试验、运行结果或计算可靠性量值时应予排除的故障。
3.5
平均故障间隔工作时间 mean operatiag timebctween failures,MTBF 相邻故障间工作时间的数学期望，也指相临两次故障之间的平均工作时间。
4 、可靠性指标
以平均故障间隔工作时间作为可靠性指标。
t JB/T13687-2019
5可靠性试验方法
5.1试验准备
5.1.1试验设备经过定期校准并满足编码器试验条件的要求，即量程大于编码器的极限技术条件。 5.1.2通用仪表应有计量合格的证明，专用设备需认定，测试精度不大于测试参数容差的1/3。 5.1.3试验人员应熟知设备的操作及试验过程。 5.1.4按照GB/T5080.1一2012中4.1的要求，参加试验的样品须选择本产品型号中具有代表性的规格：同时，样品在本质上同一设计，建立了可靠性质量管理体系和连续生产的产品中次随机抽取，且按照技术标准检验合格。 5.2试验设备与应力
编码器故障分为机械故障和电气故障，机械故障主要为轴承失效：电气故障主要为电器件的老化及
损坏。根据实际的应力状况，选择设备见表1。
表1 试验应力及设备明细表
失效模式电器件老化电器件老化
参数值 -40℃~150℃ (20~95)%
试验应力温度相对湿度振动转速电负载
试验设备高低温箱加湿箱振动台旋转装置直流电源
(5~3000)Hz，980m/s
结构件的松动、断裂及脱焊轴承磨损导致不能正常工作电器件的指标衰减或损坏
0~15 000r/min 0~30V
5.3故障的判定和计数原则 5.3.1故障的判定
在试验过程中，编码器出现下列任何一种事件即应判断为故障： a）编码器的任性能参数超出产品技术条件中允许的范围。例如：每转输出线数、输出波形、消
耗电流、绝对式编码器的准确度等， b）编码器出现零部件、结构件或元器件的松动、断裂等损坏状态。
5.3.2故障的计数原则
编码器的每一个故障都按关联故障或非关联故障分类，若为关联故障，则每一个故障均按次故障计数；若为非关联故障不应计数，但应做记录便于进行可靠性的分析和判断。 5.4抽样原则 5.4.1样品通过早期故障排除试验及环境应力筛选试验。 5.4.2抽样方式为一次抽样，抽样数量≥20台。 5.5试验应力
影响编码器性能的主要应力为温度、相对湿度、转速、振动及电负载。转速及振动增大时对机械性能
影响明显，电器件的使用寿命受温度变化及电应力的影响，所以确定以上五种应力为可靠性试验时施加的应力。本标准的试验环境条件为编码器正常使用情况下典型的工作环境条件，试验时同时施加5种应力
a）温度应力：使用技术标准规定的工作温度；
2 10801
JB/T13687—2019
Xo.05(2r) 自由度为2r、概率值为0.05的卡方，见表2； X0.95(2r +2) 自由度为2r+2、概率值为0.95的卡方，见表2。 若无故障，单侧置信区间的估计（指数分布）按公式（3）计算。
-
2T' X0.90(2r + 2)
(3)
MTBF>
式中：
MTBF 平均故障间隔工作时间；
7- 定时截尾总试验时间，单位为小时（h)；
故障发生次数；
r
X0.96(2r + 2) - 自由度为2r+2、概率值为0.90的卡方，见表2。
表2 文分布分位数表
X0.9% () 4.605 7.779 10.65 13.36 15.98 18.55 21.06 23.54 25.99 28.41 30.81 33.2 35.56 37.92 40.26
0o.05 () 0.103 0.711 1.635 2.733 3.94 5.226 6.571 7.962 9.39 10.85 12.34 13.85 15.38 16.92 18.49
Xo.9 (m) 5.991 9.488 12.59 15.51 18.31 21.03 23.69 26.3 28.87 31.47 33.92 36.42 38.89 41.34 43.77
自由度v
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
评估结果判定当试验结束时，利用试验数据按可靠性特征量的评定公式计算的可靠性指标MTBF达到或超过期
1
望的可靠性要求，则判定编码器可靠性符合要求。