Размещено на http://www.allbest.ru/

Учреждение образования «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет технологии органических веществ

Кафедра физико-химических методов сертификации продукции

Специальность 1-54-01-03

Специализация 1-54-01-03-01

Реферат

по дисциплине: «Методы и средства испытания материалов»

тема: «Разработка программы испытаний на климатические воздействия для часов наручных»



Методы и средства испытания материалов и приборов, методика испытаний, программа испытаний, часы наручные, влагоустойчивость.

Целью данной работы является изучение методов испытаний на воздействие внешних факторов, а именно тепла, холода и влаги (так называемых, климатических испытаний) и написание программы испытаний для наручных часов. Было рассмотрено влияние высоких температур и влажности на устойчивую работу данного анализируемого образца. В этой работе описаны основные понятия, такие как испытания, этапы испытаний, его суть и методы; оборудование, применяемое на современных этапах проверки качества продукции и его особенности. По всем данным была составлена методика испытаний и разработана программа испытаний на устойчивость наручных часов к влаге и повышенным и пониженным температурам.



Содержание

Введение

1. Аналитический обзор литературы

1.1 Общая методология организации климатических испытаний

2. Средства испытаний

2.1 Классификация и основные параметры продукции

Заключение

Список использованной литературы

Приложение А. Программа испытаний наручных часов

Приложение Б. Методика испытаний



Введение

Задача испытания - получение количественных и качественных оценок характеристик продукции, т.е. оценивание способности выполнять требуемые функции в заданных условиях. Эта задача решается в испытательных лабораториях, её решением является подготовительный протокол испытаний с указанием параметров продукции.

Целью испытаний является определение значений величины при режимах и воздействующих факторах, определяющих значение величины. Качество испытаний определяет степень близости результатов измерений действительному значению при заданных режимах и воздействующих факторах. Показатель точности зависит от погрешности режима, факторов и измерения.

Под влиянием климатических факторов в материалах изделия протекают сложные физико-химические процессы, изменяющие их свойства и способствующие отказам. Опыт показывает, что наиболее опасны воздействия высокой и низкой температур, повышенной влажности в сочетании с повышенной температурой, а также воздействие резких колебаний температуры. Повышенная температура окружающей среды является одним из основных климатических воздействий, обусловливающих нестабильность и деградацию параметров изделия, и их отказы.

Климатические испытания проводят не только на стадии их разработки (ОКР), но и при освоении изделий в серийном производстве, а также в самом серийном производстве для отбраковки потенциально ненадёжных изделий (технологические испытания) и контроля стабильности производства (периодические испытания).

В данной работе разработана программа испытаний для наручных часов на влагоустойчивость, описаны основные этапы и оборудование, которое можно применять в проведении испытаний.

Программы испытаний должны содержать перечни конкретных проверок (решаемых задач), которые следует осуществлять при испытаниях для подтверждения выполнения требований ТЗ, со ссылками на соответствующие методики (разделы методик) испытаний.



1. Аналитический обзор литературы

1.1 Общая методология организации климатических испытаний

испытание наручный час температура

Требуемая стойкость МЭ и ИМ к воздействиям климатических факторов закладывается на этапе разработки и конструирования и обеспечивается в производстве. Наиболее достоверную оценку дает опыт эксплуатации или испытания изделий в условиях, имитирующих эксплуатационные воздействия.

МЭ и ИМ используются в РЭА, эксплуатируемой в различных климатических условиях. Поэтому практически невозможно при испытании имитировать возможные условия эксплуатации. Многолетний опыт показал, что можно ограничиться определенным комплексом стандартных климатических испытаний. Простые и универсальные, они сложились исторически на эмпирических принципах. Не имитируя реальных условий эксплуатации, они позволяют получать нужную информацию в кратчайшие сроки. Это достигается за счет увеличения уровня нагрузок и их длительности.

Принципы оценки и анализа результатов должны создавать уверенность в том, что вновь разрабатываемые изделия будут обладать в эксплуатации не худшей стойкостью, чем их предшественники. Первым и непременным условием воспроизводимости результатов испытания является их полное и точное описание, исключающее всякую неопределенность толкования.

Испытания состоят из следующих этапов:

- предварительная выдержка, первоначальные измерения параметров и внешний осмотр изделий;

- установка изделий в камере, выдержка их в условиях испытательного режима и извлечение изделий из камеры, восстановление;

- заключительные измерения параметров и визуальный осмотр изделий.

Предварительная выдержка проводится с целью устранения или частичной нейтрализации воздействия на изделия предыдущих условий. Температура воздуха (25±2)°С, относительная влажность 45-75%, атмосферное давление (0,86-1,06)* 10 Па, длительность выдержки около 2 ч. По окончании предварительной выдержки изделия подвергают визуальному осмотру.

При установке изделий в камере следует следить за тем, чтобы между изделиями, а также между изделиями и стенками камеры была свободная циркуляция воздуха. Если при эксплуатации возможно несколько вариантов положений изделий, то следует избрать вариант, обеспечивающий наибольшую жесткость испытания. Металлические части приспособлений обязательно должны иметь антикоррозионные покрытия.

Воспроизводимость результатов испытаний в значительной мере зависит от точности поддержания заданных параметров испытательного режима. Допуски можно рассматривать как компромисс между стремлениями, с одной стороны, увеличить точность и достоверность испытания, а с другой стороны, не удорожать испытания. Важно понимать структуру допусков и четко излагать в методике испытаний требования к точности параметров испытательного режима.

Климатические испытания МЭ и ИМ проводятся не только на стадии их разработки (ОКР), но и при освоении изделий в серийном производстве, а также в самом серийном производстве для отбраковки потенциально ненадежных изделий (технологические испытания) и контроля стабильности производства (периодические испытания).

Климатические испытания в серийном производстве изделий обычно проводятся периодически (через 1-3 мес). Они занимают важное место в технологии и системе контроля качества готовых изделий и изделий, которые находятся на стадии разработки. Объем климатических испытаний ИМ составляет до 50% всего объема проводимых в производстве испытаний.

Режимы и условия испытаний МЭ и ИМ устанавливаются в зависимости от степени жесткости, которая определяется в свою очередь условиями их дальнейшей эксплуатации в РЭА [1].

2. Средства испытаний

Для проведения испытаний на воздействие температурных нагрузок применяют камеры тепла, холода или комбинированные камеры: термовлагокамеры, термобарокамеры, камеры тепла и холода, камеры термоциклирования.

В испытательных камерах необходимый тепловой режим и равномерность температуры по объему камеры обеспечивается размещением нагревательных элементов на дне, в стенках и двери камеры или подачей нагретого воздуха (теплоносителя) внутрь металлической рубашки, окружающей полезный объем. Получение низких температур может достигаться двумя способами: непосредственным охлаждением с помощью охлаждающего агента (жидкого азота двуокиси углерода, аммиака), а также косвенным охлаждением с помощью компрессорной установки. Косвенный способ охлаждения основан на свойстве жидкости при испарении поглощать тепло из окружающей среды. Техническая реализация данного способа основана на применении компрессионной испарительной системы, в одной части которой газообразный хладоагент (фреон) сжимается до давления, обеспечивающего конденсацию, а в другой части - быстро расширяется. Охлаждающий агент в установке используется продолжительное время, так как он циркулирует в замкнутой системе.

Температурный режим в испытательных камерах поддерживается автоматически включением или отключением части нагревательных элементов или холодильной установки. Для измерения и автоматического регулирования температуры применяют контактные ртутные термометры, электронные мосты, потенциометры, программные устройства, при этом термочувствительными датчиками являются термопары или терморезисторы.

Размещение датчиков контроля температуры при испытании терморассеивающих изделий должно учитывать возможность исключения взаимного влияния изделий друг на друга с тем, чтобы при установлении температурного режима выходные измерительные приборы показывали истинную температуру.

Для проведения испытаний необходимы камеры для выдержки в условиях влажности, холода и тепла. Можно использовать камеры тепла и холода нового поколения, обеспечивающие влажность от 10 до 98% и диапазон температур от -75 до +180 °C. Система управления позволяет задавать как постоянную температуру, так и изменение температуры с постоянной скоростью. Большое количество встроенных функций обеспечивает высокую безопасность камеры и образца: выявление перегорания термопары, критического повышения / понижения относительной влажности и температуры, самодиагностика, защита от отключения электроэнергии, автоматическое регулирование мощности холодильной установки, что позволяет обеспечить должное испытание.

В настоящее время есть много различных камер типа тепло-холод-влага, созданные для испытания различного оборудования, его частей и схем. В связи с этим они делятся на камеры различного объёма, который варьируется от 22 до 1800 л и более.

Компактные и надежные лабораторные климатические камеры находят применение в медицине, автомобилестроении и электронике. Поддерживается температура от -20/+5°С до +85°С. Внутренний объем - 105 литров. Камеры работают от бытовой сети электропитания с напряжением 220В. Система управления дает возможность создания программы испытаний до 9 различных шагов с возможностью повтора до 99 раз. Интерфейс (разъем) подключения к локальной сети - RS-485 (в базовой комплектации). Базовая комплектация включает: одно технологическое отверстие диаметром 25 мм, емкость для воды, две полки из нержавеющей стали (рисунок 1) [2].



Рисунок 1 - камера типа тепло-холод-влага

Для проведения данных испытаний можно использовать камеру ESPEC серии SH (22-64 л).

Климатические камеры серии Bench Top предназначены для температурных испытаний и испытаний на воздействие влажности. Камеры имеют компактное настольное исполнение малый размер и вес, и наилучшим образом подходят для проведения испытаний в помещениях с ограниченным рабочим пространством. Модельный ряд позволяет выбрать модели с различным температурным диапазоном, объемом и с возможностью задания условий по относительной влажности. Система управления позволяет задавать как постоянную температуру, так и изменение температуры с постоянной скоростью. Большое количество встроенных функций обеспечивает высокую безопасность камеры и образца: выявление перегорания термопары, критического повышения / понижения относительной влажности и температуры, самодиагностика, защита от отключения электроэнергии, автоматическое регулирование мощности холодильной установки. Конструкция камер позволяет располагать одну камеру над другой. Камеры оборудованы семисегментным жидкокристаллическим дисплеем и могут оснащаться смотровым окном. Камеры оборудованы 2-мя стандартными технологическими отверстиями диаметром от 25 до 100 мм по желанию заказчика. Питание камеры однофазное, 220В, трехпроводное.

Для испытаний сразу многих образцов и других электронных изделий можно использовать камеры значительно большего объёма. К ряду такого испытательного оборудования можно отнести климатическую испытательную камеру ТСС 7060 UV фирмы TIRA Umweltsimulation:

- полезный объем 557 л;

- диапазон температур от -75 до +180 °C;

- диапазон относительной влажности от 10 до 98 %.

Климатическая камера для испытаний на стойкость к сухой коррозии DCTC 1200P фирмы Angelantoni:

- полезный объем 955 л;

- диапазон температур от окр. среды до +55 °C;

- диапазон относительной влажности от 50 до 98 %.

Климатическая камера Excal 2221HA/SH фирмы Climats:

- полезный объем 206,3 л;

- диапазон температур от -65 до 180°C;

- диапазон относительной влажности от 10 до 98%.

Камеры климатические КТК-3000:

- диапазон температур от -30 до +100°C;

- диапазон относительной влажности до 97%.

2.1 Классификация и основные параметры продукции

Часы изготавливаются следующих исполнений:

а) без секундной стрелки;

б) с центральной или боковой секундной стрелкой;

в) с дополнительными устройствами: календарём, сигнальным устройством и др.;

г) со специальными защитными устройствами от внешних воздействующих факторов: водозащищённые, водонепроницаемые, противоударные и др.;

д) с различными сочетаниями и вариациями исполнений (б, в, г) дополнительных и специальных защитных устройств.

Часы по выполняемым функциям подразделяют на:

а) часы с группой функций часов и календаря;

б) комбинированные часы (с группой функций секундомера, будильника, таймера и т.д.).

В зависимости от типа кварцевого генератора часы подразделяют на:

а) часы с кварцевым генератором с нерегулируемой частотой и цифровой настройкой хода;

б) часы с кварцевым генератором с автоматической регулировкой частоты;

в) часы с кварцевым генератором с регулировкой частоты подстроечным конденсатором;

г) часы с кварцевым генератором без регулировки частоты [4].

1.3 Основные виды испытаний

На стадии разработки и серийного выпуска часы подвергаются испытаниям на:

а) соответствие требованиям безопасности;

б) многократные удары;

в) надёжность;

г) устойчивость на воздействие температур;

д) влагоустойчивость;

е) виброустойчивость;

ж) воздействие магнитного поля [3].



Заключение

В ходе данной работы были изучены методы и средства испытаний радиоэлектронной аппаратуры, применяемые для этих целей в современных лабораториях. На основе полученных данных была составлена программа испытаний наручных часов на воздействие высоких и низких температур и влажности. Так же приведена одна из методик проведения таких испытаний и получение окончательных результатов с их последующей оценкой, что может служить примером для проведения испытаний по разработанной программе испытаний.

Испытания такого рода могут применяться как на стадии разработки, так и уже готовой продукции. Следует отметить, что повышение эффективности контроля процесса проектирования и технологического процесса изготовления изделий приводит к снижению роли испытаний готовой продукции. Хорошо организованный автоматизированный контроль технологического процесса производства позволяет сократить объем испытаний готовых изделий. Учитывая необходимость оптимизации стоимости изделия, следует находить разумный компромисс между объемом испытаний и эффективностью контроля изготовления изделий.

Под влиянием климатических факторов в материалах протекают сложные физико-химические процессы, изменяющие их свойства и способствующие отказам. Опыт показывает, что наиболее опасны воздействия высокой и низкой температур, повышенной влажности в сочетании с повышенной температурой, а также воздействие резких колебаний температуры. Повышенная температура окружающей среды является одним из основных климатических воздействий, обусловливающих нестабильность и деградацию параметров электронных изделий и их отказы.

Испытание на климатические воздействия проводят для проверки способности изделий выполнять свои функции, сохранять параметры и (или) внешний вид в пределах установленных норм при воздействии и после него. Для воспроизводимости результатов испытания необходимо его полное и точное описание, исключающее всякую неопределенность толкования. Исходя из этого, в НТД принята такая последовательность операций (этапов) испытания на климатические воздействия:

а) предварительная выдержка (стабилизация свойств изделия), первоначальные измерения параметров и внешний осмотр изделий;

б) установка изделий в камере, выдержка их в условиях испытательного режима и извлечение изделий из камеры, восстановление (конечная стабилизация свойств);

в) заключительные измерения параметров и внешний осмотр изделий.

Все эти этапы были подробно описаны в программе и методике испытаний.



Список использованной литературы

1. ГОСТ 28224-89. Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Часть 2. Испытания. Испытания Z/AD.Составное циклическое испытание на воздействие температуры и влажности.

2. http://works.tarefer.ru/82/100212/index.html

3. ГОСТ 23350-83. Часы наручные и карманные электронные. Общие технические условия

4. ГОСТ 26272-98. Часы электронно-механические кварцевые наручные и карманные. Общие технические условия



Приложение А

СОГЛАСОВАНО Начальник управления программ и проектов Федерального агентства по науке и инновациям И.О.Фамилия «31» мая 2010 г.		УТВЕРЖДАЮ Должность руководителя организации-исполнителя И.О.Фамилия «15» июня 2010 г.

ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРИЁМОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ технологического процесса изготовления опытных партий часов наручных XX.ХХХ.ХХ.ХХ.ХХ ПМ



Программа испытаний наручных часов

1.1 Назначение объекта испытаний

В качестве объекта испытаний выбраны наручные часы.

1.2 Цель испытания - проверка изделия на соответствие требованиям прочности к образованию конденсата и температурным перепадам, а также определение готовности изделия для предъявления представителю заказчика, то есть соответствие технических характеристик требованиям, установленным в ТУ.

1.3 Исходные данные

1.3.1 Нормативно-техническая документация на изделие:

ГОСТ 28224-89

СТБ МЭК 60335-1-2003

ГОСТ 23350-83

ГОСТ 26272-98

1.3.2.1 Испытания должны проводиться на заключительном этапе (приёмо-сдаточные испытания) и периодические. Периодические испытания следует проводить не реже одного раза в год на выборке часов из партии. В партию должны входить с единым шифром механизма, в корпусах одной и той же степени защищённости от внешних воздействий, прошедшие приёмо-сдаточные испытания и сданные на склад готовой продукции по одному документу. Отбор часов в выборку - по ГОСТ 18321 с применением таблиц случайных чисел. Планы контроля по ГОСТ 18242 при соответствующем второму уровню одноступенчатом нормальном контроле устанавливаются в нормативной документации на часы конкретного вида.

1.3.2.2 Вид производства - серийное.

1.3.3 Условия эксплуатации - Часы в упаковке для транспортирования должны выдерживать воздействие температуры от минус 10 до плюс 50 єС относительной важности 98 % при температуре 35 єС без конденсации влаги.

1.4 Проверяемые характеристики

Суточный ход часов при (25±5) єС

Суточный ход часов при (23±2) єС

Суточный ход при воздействии температур 8 и 38 єС

Водозащищенность часов

1.5.3 Требования к условиям испытаний - Суточный ход часов должен быть в пределах ±1,0 с/сут при следующих условиях:

температура (25±5) єС;

относительная влажность от 30 до 80 %;

Суточный ход часов должен быть в пределах ±0,5 с/сут при следующих условиях:

температура (23±2) єС;

относительная влажность (50±5) %;

Часы должны быть работоспособны в интервале температур от I до 45 єС.

Суточный ход часов в интервале рабочих температур от I до 45 єС, за исключением температурного интервала (25±5) єС и указанных выше условий, должен быть в пределах ±2.5 с/сут.

1.5.1 Для контроля и проверки соответствия требованиям технических условий

устанавливают следующие виды контрольных испытаний:

- приемосдаточные;

- периодические;

- типовые;

- на надёжность.

1.5.2 Проверяемые характеристики - воздействие предельных температур, повышенной относительной влажности воздуха. После проверки на данные воздействия наручные часы должны работать точно и выполнять свои функции как и первоначально.

1.5.3 Требования к условиям испытаний:

Последовательность проведения испытаний:

- измеряют суточный ход в условиях (25±5) єС, относительная влажность от 30 до 80 %;

- измеряют суточный ход в климатической камере при температуре (8±1) єС;

- измеряют суточный ход в климатической камере при температуре (38±1) єС.

1.5.4 Режим функционирования изделия в процессе испытания.

Устойчивость часов к воздействию температур от I до 45 єС следует проверять путем выдержки часов в течение 6 ч в климатической камере при каждом из крайних значений указанного температурного диапазона с погрешностью ±1 єС и измерения суточного хода часов после каждой выдержки в климатической камере.

Устойчивость часов к воздействию климатических факторов следует проверять путем выдержки в климатической камере при температуре 35 єС и относительной влажности воздуха 98 % не менее 6 ч.

В течение 5 мин после извлечения из климатической камеры измеряют суточный ход часов.

Часы считают выдержавшими испытания, если после воздействия климатических факторов их суточный ход не превышает значений ±3с/сут, а после выдержки в течение 24 ч в условиях температуры (25±5) єС, относительная влажность от 30 до 80 % - суточный ход соответствует ±1,0 с/сут. Допускается испытания проводить при влажности 80 % и температуре 25 єС.

Порядок проведения испытаний

1. Предварительная выдержка

2. Первоначальные измерения

3. Выдержка в камере влажности, холода и тепла

4. Заключительные измерения



Приложение Б

Методика испытаний

1. Предварительная выдержка.

В готовом для эксплуатации состоянии выдерживают в условиях принудительной сушки при температуре (44±1) єС при относительной влажности, не превышающей 20% в течении 24 ч перед началом первого цикла испытания на влажное тепло. Затем часы наручные должны достигнуть температурной стабильности в нормальных атмосферных условиях.

1. Первоначальные измерения.

Проводят внешний осмотр образцов, проверяют их характеристики с требованиями ТНПА.

3. Выдержка.

Образцы помещают в камеру влажности в готовом для эксплуатации состоянии и подвергают воздействию 1 цикл «температура-влажность», равный 24 ч.

В нулевой момент времени устанавливают температуру плюс (25±5) єС и относительную влажность (75±3)%. Температуру в камере постепенно повышают до (35±1) єС, при относительной влажности 98 % и выдерживают не менее 6 ч. Вынимают часы и в течение 5 мин проверяют суточный ход.

Затем снова в камере поддерживают температуру плюс (25±2) єС и относительную влажность (98±3) % в течении 1 ч, но не более 2.

Температуру в камере постепенно понижают до (8±1) єС и выдерживают не менее 6 ч. В течении 5 мин достают и проверяют суточный ход. Далее температура в камере понижается до минус (9±1) єС в течение 3 ч.

По истечении 16 часов с момента начала цикла температуру повышают до плюс (25±2) єС, которая должна быть достигнута через 17,5 ч. И далее выдерживают при этой температуре до окончания цикла. Влажность в камере должна составлять (93±3) % в течение 3,5 ч, после чего проводят заключительные измерения.

Заключительные измерения

Измерения параметров могут проводиться на следующих этапах:

- при высокой влажности

- непосредственно после извлечения образцов из камеры

- после периода сушки

После окончания испытаний проводят окончательные измерения суточного хода. Часы считают выдержавшими испытания, если после проведенных испытаний суточный ход не изменился, часы и их дополнительные функции работоспособны.

Суточный ход часов при температуре (38±1) єС должен быть в пределах ±2 с/сут. Суточный ход часов при температуре (8±1) єС должен быть в пределах ±3 с/сут.

Часы должны быть работоспособны в интервале температур от I до 45 єС.

Суточный ход часов в интервале рабочих температур от I до 45 єС, за исключением температурного интервала (25±5) єС должен быть в пределах ±2.5 с/сут.

Восстановление суточного хода часов должно быть в пределах ±0,5 с/сут, определяется по формуле R = |Щ₁ - Щ₂|

Требования к средствам проведения испытаний.

Применяемые средства испытаний, измерений и контроля должны иметь техническую документацию и быть поверенными и аттестованными. Не допускается применять средства испытаний, измерений и контроля, не прошедшие поверку в установленные сроки.

Заключение по результатам испытаний

Соответствуют ли полученные технические характеристики изделия требованиям заданным в ТУ, и позволяют ли эти характеристики использовать наручные часы в указанных условиях их эксплуатации.

Размещено на Allbest.ru

Размещено на Allbest.ru