基于虚拟仪器的电容器失效预测研究

【摘要】： 随着电子技术的快速发展,电子器件正在不断地向着微小型化的方向发展,集成技术不断地得到更新与深化。电能表也由传统的感应式电能表逐步过渡到电子式电能表,目前已发展到全部采用电子式电能表。对于此类实行在线监测的测量仪器,人们非常希望仪器能够长时间、无故障、准确地工作。仪器的可靠性有赖于组成仪器的各个组成部件。在这种发展趋势下,如何进一步改善和提高电子元器件的可靠性水平已经成为一个不容忽视的问题,并得到越来越普遍的重视。 电容器是电子式电能表中不可缺少的元件,也是易于发生故障的元件,其使用寿命直接关系到电能表的可靠性。因此,本文分析了电子式电能表中电容器的失效原因及失效故障模式,利用与物理失效规律相关的统计模型对在超出正常应力水平的加速环境下获得的可靠性信息进行转换,得到元器件在正常应力水平下可靠性特征。 本文以虚拟仪器技术为开发平台,采用NI公司的高精度16位PCI-6251板卡采集试验数据,对采集的信息进行实时显示、处理,按照测量转换原理得到器件参数数据;通过可靠性理论进行有用信息的提取并存储;用灰色系统理论中的GM(1,1)模型对试验数据进行预测,大幅度缩短试验时间,节约试验费用,快速获得可靠性指标。结果说明,将灰色系统理论用于寿命试验数据预测有较高的精度,为有效缩短寿命试验时间提供了一个值得探讨的方法,为评定电能表的可靠性提供了依据。