ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ
ВИБРОДИАГНОСТИКИ АППАРАТУРЫ ВСТРОЕННЫМИ ИСТОЧНИКАМИ КОЛЕБАНИЙ
Лышов С.М., Иванов И.А., Увайсов С.У.
Московский государственный институт
электроникииматематики, Москва
В работе описаны экспериментальные исследования в области вибродиагностики с использованием
встроенных источников колебаний в диапазоне частот от 50 до 1000 Гц с постоянной амплитудой.
Приведенаметодикапроведенияэксперимента.
Experimental studies of the possibilities of vibration diagnostics equipment built-in sources of fluctuations.
Lyshov S. M.
The paper describes the experimental studies in the field of vibration diagnostics with the use of the built-in
sources of fluctuations in the frequency range from 50 to 1000 Hz with constant amplitude. Thearticlepresents a
methodoftheexperiment.
В настоящее время к узлам электронных средств предъявляется высокие требования по надежности.
Это связано с высокой рыночной конкуренцией. Одним из видов неразрушающего контроля и
диагностирования узлов электронных средств является вибродиагностика. Но ее основным минусом
является громоздкость вибростендов. Поэтому, на сегодняшний день актуальной является задача
совершенствования методов вибродиагностирования.
Основой предлагаемого метода неразрушающего контроля и диагностирования, производственных
дефектов печатных узлов электронных средств, является использование встроенного эмулятора
вибрационных тестовых воздействий, установленных непосредственно на печатную плату. Что в свою
очередь позволяет производить контроль и диагностику непосредственно в производственном цехе или на
месте установки узла электронного средства, неразрушающим способом.
Установка для диагностирования дефектов конструкции радиоэлектронных средств представляет из
себя печатную плату с установленными на ней ЭРИ и двумя пьезоэлементами, один из них является
излучателем гармонических колебаний, а второй вибродатчиком. Усилитель сигнала по напряжению,
персональный компьютер с необходимым программным обеспечением.(Рис.1.)
пьезоэлемен
источник т датчик
воздействие
исследуемое
устройство
ЭВМ с
программным
обеспечением
Рис. 1. Структурная схема испытательного стенда для снятия АЧХ.
В отличии от классической схемы вибростенда в методике со встроенным источником колебанием
генератором звукового согнала и вольтметром выступает звуковая карта персонального компьютера.
Пьезоэлемент заменят громоздкий вибростенд и вибродатчик. Уменьшение габаритов стенда дает
возможность проводить диагностику непосредственно в производственном цехе или на месте установки
печатной платы.
вибродатчик
Вольтметр
В3-13
исследуемое
устройство
Усилитель
вибростенд
Звуковой
генератор
Г3-33
Источник
питания
Б5-46
Рис. 2. Классическая схема стенда для вибродиагностики.
Для изучения влияния нарушения целостности конструкции по АЧХ, была изготовлена печатной
платы, с установленными на ней электрорадиоизделиями.
Конструкция экспериментальной установки представляет собой основание, к которому с помощью
4-х стоек крепится печатная плата. На плате установлены два пьезоэлемента ЗП-22, подстроечный резистор
А-1, конденсатор БМТ-2, транзистор 2т809А(Рис.3.)
Рис. 3 Экспериментальная установка.
Виды рассматриваемы дефектов.
- Отсутствие резистора
- Отсутствие конденсатора.
- Отсутствие транзистора.
Порядок проведения экспериментальных исследований
Исследуемая печатная плата с установленными электрорадиоизделиями закрепляется к шпилькам
на основании.
Вывод создающего вибрацию пьезоэлемента подсоединяем к усилителю. Вывод второго
пьезоэлемента, выполняющего функцию вибродатчика, подсоединяем к входу звуковой карты
персонального компьютера. На вход усилителя подаем сигнал с звуковой карты. На рисунке 4 представлена
экспериментальная установка в сборе.
пьезоэлемент
(Вибродатчик)
усилитель
пьезоэлемент
(излучатель)
исследуемое
устройство
генератор
Рис. 4 Эскиз экспериментальной установки.
Производим подключение всех выводов к персональному компьютеру
Напряжение на усилитель выставляем равное 22 вольтам при частоте сигнала 500 Гц.
С помощью программного комплекса VIRTINS Multi-Instrument 3.2на персональном компьютере
запускаем комплекс испытаний. Комплекс испытаний включает изменения частоты сигнала от 50 до 2000 Гц
с шагом 10 Гц. В отчете испытания получаем АЧХ в таблицы.
По значению АЧХ из таблицы строем графики и определяем резонансные частоты.
Отключаем усилитель, отсоединяем выводы от персонального компьютера и усилителя.
Отвинчиваем гайки со шпилек, снимаем печатную плату.
В конструкцию платы вносим один из перечисленных дефектов из таблицы 1.
После внесения дефекта проводим комплекс испытаний.
Повторяем. для различных дефектов.
Результат экспериментального исследования.
На рисунке 5 показаны АЧХ с пьезодатчика исследуемой печатной платы, в исправном состоянии и
при внесенных дефектах.
Результат испытаний.
1
0.8
0.6
0.4
0.2
50
110
170
230
290
350
410
470
530
590
650
710
770
830
890
950
1010
1070
1130
1190
1250
1310
1370
1430
1490
1550
1610
1670
1730
1790
1850
1910
1970
0
среднее без дефектов
среднее без резистора
среднее без транзистора
Среднее без конденсатор
Рис.5.Амплитудно-частотные характеристики ПУ для разных видов неисправностей.
На рисунке 5 отчетливо видно смещение резонансных пиков относительно бездефектного
состояния, таким образом проведенные экспериментальные исследования показывают возможность
идентификации дефектов конструкции печатной платы по амплитудно-частотным характеристикам.