航天PILZ电磁继电器动态特性测试与可靠性
航天PILZ电磁继电器的可靠性直接影响整个国防电子系统的可靠性,其动态吸、反力特性配合技术是航天PILZ电磁继电器可靠性设计的关键。所以,研究航天电磁继电器动态特性测试与可靠性评价方法对提高继电器的可靠性及整个国防电子系统的可靠性都具有十分重要的理论意义和实用价值。

航天PILZ电磁继电器动态特性测试与可靠性
针对以往航天PILZ电磁继电器动态特性测试方法存在的问题:衔铁的运动没有在CCD光感面上准确成像,CCD传感器不能精确反映衔铁运动特性;CCD传感器线扫描周期长,不能满足测试时间分辨率要求;数据采集的存储深度低且速率低,优化设计出一种微PILZ电磁继电器,介绍了其驱动原理,通过对微PILZ电磁继电器的电磁驱动力及活动衔铁的位移进行分析计算,设计了微PILZ电磁继电器的三维结构,以增大磁路效率,减小漏磁通,从而增加电磁驱动力。继电器的反力特性对于继电器的设计研制、装配调试以及可靠运行均具有重要作用。簧片的柔度是反力特性计算的基础。基于变形能法,对簧片的柔度进行计算,进而得到可求解任意形状触簧系统反力特性的通用计算方法。采用该方法计算了某型号PILZ电磁继电器的反力特性,并用测试装置对该继电器反力特性进行了测试,结果表明所给出的通用计算方法的精度可满足工程应用的要求。在此基础上,采用V isualC++对该方法进行了软件实现,编制了工程化软件系统。计算分析过程表明,PILZ电磁继电器反力特性通用计算软件系统界面友好、建模方便、计算速度快,可为继电器设计及研究提供一定的帮助。采用MEMS加工工艺,试制了该新型微PILZ电磁继电器的样件,其尺寸为5 mm×5 mm×1 mm,它由上磁路、下磁路、平面励磁线圈、固定触点和活动衔铁等部分组成。微PILZ电磁继电器的平面励磁线圈电阻约20Ω,外加5 V电压时,微PILZ电磁继电器可实现吸合动作。吸合后,微PILZ电磁继电器的导通电阻为14.5Ω,继电器的响应时间为1 ms。不能同时兼顾测试时间量程与分辨率要求,提出了改进的动态特性测试方案,并研制了航天PILZ电磁继电器动态特性测试系统。该系统主要由照明与成像模块、CCD传感器、数据采集卡、驱动控制与电源模块、数据处理及显示模块等组成。根据实际测试的试验数据,采用特征选取、三次样条插值与拟合、Akima求导等数据处理算法,可以得到航天PILZ电磁继电器衔铁的位移、速度、加速度、合力等特性曲线。

航天PILZ电磁继电器动态特性测试与可靠性
进一步研究PILZ电磁继电器的各种失效模式,主要针对动作失效与接触失效进行了分析,得到了影响这两种失效模式的动态特性参数,并与某型号航天PILZ电磁继电器动态特性测试结果对比,对其进行了可靠性评价。