针对元器件管脚的高精度非接触式变形量测试方法与流程

本发明涉及一种测试方法，特别是涉及一种针对元器件管脚的高精度非接触式变形量测试方法。

背景技术：

电子产品的振动可靠性问题是目前国内外航空航天界非常关注和研究的重点之一，据美国空军在二十年间统计的电子设备硬件故障，约有百分之五十五的故障与振动和冲击相关，当前，电子产品可靠性测试主要是对整块印制电路板或者整个单机进行试验，通过应变片等手段获取印制电路板的宏观响应特性，然后从整体上估算自身的可靠性，这种方法虽然普遍使用，但是，当试验中出现某一元器件的某些管脚断裂时，就无法精细化的分析其断裂原因，对其它未断裂的元器件及其管脚的裕度也无法给出明确的量化数据，这就导致了如下不足：一、由于元器件管脚通非常细小，并且管脚发生断裂时，其断裂位置基本在管脚与元器件的连接处，因此，现有的测试方法无法定量获取断裂时该处的变形量，二、振动试验时的频率范围通常较宽，而现有的测试方法通常对频率的响应范围较窄，对测试数据的精度有影响。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种针对元器件管脚的高精度非接触式变形量测试方法，其本发明提出了一种针对元器件管脚变形的高精度、非接触式测试方法，能准确地获取任意管脚变形量，为元器件的优化设计和评价选用提供有效依据。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种针对元器件管脚的高精度非接触式变形量测试方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一，将两台性能参数相同的激光测振仪安装在同一块转接工装上，然后将转接工装连接到桁架上，从而为激光测振仪的测量提供有效的工作空间；

步骤二，桁架通过低刚度隔振装置固定在地面上，隔振装置的隔振频率应保证在5hz以下，从而确保元器件在振动试验时，周围产生的环境干扰对激光测振仪的测试结果不产生影响；

步骤三，将印制电路板通过螺接等方式固定在振动台上，调试振动台使振动台动圈保持在振动试验前的平衡位置；

步骤四，调节两台激光测振仪，使其中一台激光测振仪打出的激光点落在需要被测元器件的某个管脚的上端，另一台激光测振仪打出的激光点落在需要被测元器件某个管脚的下端；在整个测试过程中，两台激光测振仪可能与竖直方向成两个夹角，需利用量角器分别测出这两个夹角的度数，用于后续数据的偏角修正；

步骤五，两个激光测振仪通过电缆与具有同步采集功能的同步采集卡连接，通过同步采集卡内的分析软件进行实时数据处理，数据处理时应代入两个夹角的度数，进行修正；

步骤六，求解模块得到结果即为振动试验过程中的元器件管脚的变形量，该结果实时显示输出。

优选地，所述两台激光测振仪应当具有相同的分辨率和采样频率，并利用激光多普勒效应进行位移量测量。

优选地，所述桁架是隔振桁架，具有良好的隔振效果，保证激光测振仪在测试过程中不受周围振动干扰。

优选地，所述同步采集卡确保两个信号采集时的同步性和a/d转化精度，对所获取的两个信号进行差值运算。

优选地，所述同步采集卡是并行采集卡，对两个信号的采集具有同步性，并且采集卡要有足够的a/d转化位数。

优选地，所述步骤六采用变形量实时算法，在计算时应该考虑激光测振仪非垂直入射所造成的误差，并对其进行修正。

本发明的积极进步效果在于：一、非接触式，在对元器件管脚变形量进行测试时，不会对被测物体增加附加质量，使测试与真实环境一致，测试结果更接近于真实值；二、实时性强，可以获取整个振动或冲击试验过程中，被测元器件某一管脚的实时变形量，有助于对元器件结构性能的分析；三、精度高，通过低刚度隔振装置保证激光测振仪的测试环境，并利用激光多普勒效应来获取变形量，其精度可达到微米级。

附图说明

图1为本发明的工作原理图。

图2为存在夹角时的原理图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1和图2所示，本发明针对元器件管脚的高精度非接触式变形量测试方法包括以下步骤：

步骤一，将两台性能参数相同的激光测振仪1安装在同一块转接工装2上，然后将转接工装2连接到桁架3上，从而为激光测振仪的测量提供有效的工作空间；

步骤二，桁架3通过低刚度隔振装置4固定在地面上，隔振装置的隔振频率应保证在5hz以下，从而确保元器件在振动试验时，周围产生的环境干扰对激光测振仪的测试结果不产生影响；

步骤三，将印制电路板6通过螺接等方式固定在振动台5上，调试振动台5使振动台动圈保持在振动试验前的平衡位置；

步骤四，调节两台激光测振仪1，使其中一台激光测振仪打出的激光点落在需要被测元器件8的某个管脚的上端，另一台激光测振仪打出的激光点落在需要被测元器件某个管脚的下端。在整个测试过程中，两台激光测振仪可能与竖直方向成两个夹角，需利用量角器分别测出这两个夹角的度数α和β，用于后续数据的偏角修正；

步骤五，两个激光测振仪1通过电缆与具有同步采集功能的同步采集卡7连接，通过同步采集卡7内的分析软件进行实时数据处理，数据处理时应代入两个夹角的度数α和β，进行修正；

步骤六，求解模块得到结果即为振动试验过程中的元器件管脚的变形量，该结果可以实时显示输出。

两台激光测振仪应当具有相同的分辨率和采样频率，并利用激光多普勒效应进行位移量测量，这样提高精度。

桁架可以是隔振桁架，具有良好的隔振效果，保证激光测振仪在测试过程中不受周围振动干扰。

同步采集卡确保两个信号采集时的同步性和a/d(模数)转化精度，对所获取的两个信号进行差值运算，即可得出该管脚的变形量。

同步采集卡应是并行采集卡，对两个信号的采集具有同步性，并且采集卡要有足够的a/d转化位数，以确保测试精度。

所述步骤六采用变形量实时算法，在计算时应该考虑激光测振仪非垂直入射所造成的误差，并对其进行修正，提高准确性。

在元器件进行振动环境试验时，利用两台以光学多普勒效应为工作原理的激光测振仪来构建一套动态位移量测试系统，其中一台激光测振仪实时监测元器件管脚上端的动态位移测量，另一台激光测振仪实时监测元器件管脚下端的动态位移测量，然后通过数据处理方法解算出管脚实时变形量，从而实现对元器件管脚的高精度、非接触式变形量测量。本发明通过对元器件管脚上、下端动态位移量的监测，可以实时获得该管脚的动态变形量，用于分析振动试验中元器件管脚断裂的原因，并且优化提供数据支撑。本发明能准确地获取任意管脚变形量，为元器件的优化设计和评价选用提供有效依据。

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种针对元器件管脚的高精度非接触式变形量测试方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤一，将两台性能参数相同的激光测振仪安装在同一块转接工装上，然后将转接工装连接到桁架上，从而为激光测振仪的测量提供有效的工作空间；步骤二，桁架通过低刚度隔振装置固定在地面上，隔振装置的隔振频率应保证在5Hz以下，从而确保元器件在振动试验时，周围产生的环境干扰对激光测振仪的测试结果不产生影响；步骤三，将印制电路板通过螺接等方式固定在振动台上，调试振动台使振动台动圈保持在振动试验前的平衡位置。本发明能准确地获取任意管脚变形量，为元器件的优化设计和评价选用提供有效依据。

技术研发人员：赵海斌;赵旭枫;周春华;庞亚飞;周宇;冯彦军
受保护的技术使用者：上海卫星工程研究所
技术研发日：2017.09.25
技术公布日：2018.04.06