计量产品的可靠性探讨

    0 引言

    随着科学技术的飞速发展，计量产品在国防、工业、农业、商业、科研等方面的应用越来越广泛，如果在其应用中忽略了可靠性管理，计量产品的质量就不会得到保证。可靠性是产品在规定条件下和规定时间区域（或操作聪数）内，完成规定功能的能力。所以，可靠性是产品质量的时间指标，是产品性能能否在实际使用中得到充分发挥的关键之一。计量产品的可靠性是设计出来的、生产出来的。高可靠性设计必须与计量产品的先进的技术性能指标设计同步进行。如果达不到可靠性指标的最低要求，性能指标再好也没有实际使用价值。因此，要提高产品质量，可靠性设计是关键。这里从以下几个方面对计量产品的可靠性进行简要探讨。

    1元器件的选用

    元器件是计量产品可靠性的基础之一，很多计量产品的失效是由于元器件的性能和质量问题造成的。例如微小颗粒可能穿过滤网，而且物理的方法解决不了水中化学成分（可溶性矿物质等）在通过过滤器后，仍在流量计的某些部件上结晶、积垢的问题。曾经发生过户用超声波热量表安置在管道中的反射器上结晶、积垢而导致堵塞的问题。由此可以看出元器件选择与使用的重要性。

    1.1 元器件的选择方法

    ①根据产品要实现的功能要求和环境条件，选用相应种类、型号规格质量等级的元器件；②根据元器件使用时的应力情况，确定元器件的极限值，按降额设计技术选用元器件；③根据产品要求的可靠性等级，选用与其适应的并通过国家质量认证合格单位生产的元器件；④尽量选用标准的、系列化的元器件，重要的关键件应选用军用级以上的；⑤对非标准的元器件要进行严格的验证，使用时要经过批准；⑥根据国家或本单位的元器件优选手册选用。

    1.2 元器件封装

    环氧树脂塑封器件为非气密性结构，易受潮气、盐雾和其他腐蚀性气体的侵蚀而失效。因此，对于使用环境要求严格的产品，应当选用金属、陶瓷或低熔点玻璃封装的器件。

    1.3 降额设计

    为提高设备的可靠性，在设计中要将加给元器件的电、热和机械应力限制到低于它们规定的或经证明的能力水平。降额设计主要是采用对电路的仿真方法，准确分析电路中的各个器件的瞬态电应力和器件的结温，然后直接在仿真软件中设置器件的降额系数，输出器件的应力分析和降额情况。

    由于电子元器件在使用或贮存过程中，总存在着某种比较缓慢的物理化学变化。这种变化发展到一定程度时，会使元器件的特性退化、功能丧失，即失效了。而这种变化的快慢，与温度和施加在元器件上的应力大小直接相关。因此，应当对元器件实行降额设计。对不同的元器件，应用在不同的场合，实行不同的降额等级：Ⅰ级降额，是最大降额，应用于最关键设备；Ⅱ级降额，是中等降额，应用于重要设备；Ⅲ级降额，是最小降额，应用于一般设备。