数学热本与变用
应用研究
颗粒碰撞噪声检测系统國值灵敏度校准方法研究
李晓强徐军
(贵州航天计量测试技术研究所责州贵阳550009)
摘要:本文依据颗粒延独噪声检测系统的工作原理及基本特性,提出了一种基于校准腔体的方法对颗粒避独噪声检测系统的灵敏度阅值进行校准，并研制了具有自主知识产权的校准腔体。试验结累表明，该方法科学可行，能准确反映系统值灵敏度的真实情况,达到校准日的。
关键调：颗粒理撞噪声检测校准阅值灵敏度投准腔体
中图分类号：TB9 1引言
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2013)08-0083-01
值电压过高或过低，都会影响台面抬振传感器的灵敏度，造成误判。
通过以上PIND系统的工作原理以及阔值灵敏度的描述可知，
由于元器件生产工艺的不完善，造成大量空封器件存在多余物。据有关部门统计，在各种型号产品试验失收次数中，由于元器件多余物造成的占30%。如澳星第一次发射失败，就是由于控制火箭点火的继电器存在多余物，点火后由于多余物造成继电器误动作而关闭一个发动机最终失利。因此，型号用元器件多余物的检测十分重要，颗粒撞噪声检测(Particle ImpactNoiseDetection，以下简称PIND就是目前使用最为普速的元器件多余物检测专用设备。
PIND系统由阅值检测器.振动冲击台、控制驱动器，PIND传感器、灵敏度测试装置等部分组成，其原理图见图1试验时，用声耦合剂将被测元器件固定在激振器器件安装面上，控制仪采用闭环控制，用示波器监测产品振动时产生的波形。当被测元器件中有多余物存在时，示波器上会出现干扰波形，同时控制仪报警，基至中断试验。PIND系统是通过传感器将微粒碰撞噪声转化为电信号，用示波器监测来实现装机元器件多余物检测的测量设备，其适用范围广测量精度高，应用较为广泛和频繁，
阅值灵敏度是指PIND系统中检测传感器的灵敏度值。它是 PIND系统的一个主要技术参数，表示着系统对多余物反应的灵敏程度，过大过小都会使检测结果产生误判。因此，它是系统运行的一项重要指标，准确与否直接关系到PIND系统检测结果的质量。
本文研究了一种新的灵敏度阔值校准方法
一腔体法，可作为
现有校准方法的补充，实现对PIND系统阔值灵敏度的有效校准。 2腔体法校准原理
PIND系统主要是通过对被测元器件施加规定的机械振动和冲击，使被束缚的多余物游离并与腔体壁发生碰撞，由传感器将撞击产生的能量损耗以利于观测的形式输出，以此判断多余物是否存
在。
PIND系统工作时，首先通过冲击将由于静电作用面粘连在器
件内壁的多余物抖落，再通过振动来检测。有实验表明，对于金属与绝缘体的摩擦带电，在1s以内电量将达到饱和，从面吸附起来，使振动试验不足以将多余物分离，因此在进行振动试验前必须进行冲击试验，然后再通过正兹振动，将元器件腔体内的多余物振动起来，使其与器件内壁发生充分硅撞，从面使系统示波器(或其它显示装置)出现干扰波形等报警现象，以显示检出多余物，
PIND系统的阅值相当于一个门坎电压值，直接与安装于PIND 系统台面拾振传感器的灵敏度有关，当元器件内有多余物时，通过振动和冲击，会对器件外壳产生碰撞，PIND系统台面拾振传感器将感知这些硅撞，并产生电压信号，作为多余物的判别依据。固此，阅
扬声器
乐微器
攀秘翡壁形摄
粘结剂
医试州传感器
隔高器 K
图1MIL-STD-883规定的微粒碰撞噪声检测系统示意图111
系统的阅值灵敏度实际上是指PIND系统传感器对多余物与腔体壁发生碰撞时反应的灵敏程度，它过高或过低都会造成系统误判。也就是说，其灵敏度阅值应该有一个符合要求的临界范围。PIND系统自校准仪(STU换能器)就是通过输出一个符合要求的校准信号来校准PIND系统的阔值灵敏度。那么，理论上只要有一个能提供符合要求的校准信号的装置，就可以完成对系统的阅值灵敏度的校准，
从PIND系统的工作原理可知，带有多余物的元器件也是一个能提校准信号的装置。如果再通过调整多余物的材质、形状、质量以及腔体的材质、形状等参数，使其输出的校准信号符合标准校准信
号的要求，也能达到阅值灵敏度的校准目的。 3校准腔体的研制
GJB360A-19966电子及电气元件试验方法方法217》最早提出了利用腔体、微粒的方法进行PIND系统的校准。在此基础上，笔者开始了校准腔体的研制。校准腔体的研制，首先要通过试验来确定多余物的材质，形状，质量以及腔体的材质，形状等参数。所以，笔者在前期共设计制作了不同材料、不同直径、高度的腔体，进行了长期试验。
同样，校准腔体内的微粒腔体内的模拟多余物的研制，也要通过试验来确定。据相关研究表明，元器件内的多余物，绝大多数为焊锡、松香等物质，因此，笔者在研制过程中，先后设计研制了质量为0.01mg、 0.02mg，0.03mg，0.04mg的锡球和质量为0.16mg，0.26mg的松香球为标准微粒进行试验验证
经过一系列大量的试验验证，最终确定腔体高度为6.8mm，直径为10.6mm，单壁厚为o.4mm的奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)空腔器件，再在空腔内置人质量为0.02mg的锡球，同时充人一个大气压的氮气并密封而成的校准腔体能够满足设计要求，可以达到PIND
系统阅值灵敏度的校准要求。 4结语
PIND灵敏度阅值校准方法及相应的校准腔体一经确定，笔者便进行了为期17个月的稳定性，可靠性验证。选择不同地点不同型号的，性能稳定的PIND系统进行每月一次的试验验证。在每次进行腔体法校准的同时，均用刚从生产厂家校准回来的、性能可靠的 STU换能器进行比对。试验结果证明，校准用腔体完全可以真实反映出STU的校准效果，
由此可见，通过特定容器、特定质量的校准腔体进行PIND系统阅值灵敏度的校准科学可行的，并且可以初步解决阅值灵敏度校准的溯源间题，同时，采用PIND系统自校准仪(STU换能器)校准法进行验证，就更能准确反映系统阅值灵敏度的真实情况，达到校准目的。该校准腔体已于2011年获得了国家专利局投权，具备了自主知
识产权。参考文献
[1JMIL-STD-883E.方法2020.7粒子硅撞噪声检测试验
[2]王世成.置国富.密封电子元器件微粒硅撞噪声自动检测系统的研究.军工产品可靠性试验与检测技术交流会论文集,2009年5月，[3]GJB360A-1996.电子及电气元件试验方法。
作者简介：李晓强,男，生于1980年，学士，工程师。现就职于资州航天计量测试技术研究所，主要从力学计量测试技术研究
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