提高PILZ壓力變送器可靠性研究
當今為了保障產品質量這一重要屬性,可靠性技術得到世界各國的廣泛關注,特別在*裝備武器、航空航天技術等領域,世界各國不斷增加研究投入。以“提高PILZ壓力變送器可靠性研究”為題,詳細闡述了可靠性技術在國內外分別不同的發展狀況、PILZ壓力變送器在國內外發展趨勢,明確地指出主要目標是提高PILZ壓力變送器的質量,為此對PILZ壓力變送器開展一系列可靠性的研究。

提高PILZ壓力變送器可靠性研究
首先介紹失效分析,失效機理,失效模式的定義及基礎理論。詳細地分析了故障樹分析法的定義、優缺點和建樹步驟。通過故障樹分析法對工程機械PILZ壓力變送器進行失效分析,從理論上得出27個PILZ壓力變送器失效機理。運用基本事件重要度計算方法,計算出PILZ壓力變送器各個基本事件的重要度系數。研究中采用作為智能PILZ壓力變送器的控制芯片，該芯片內含溫度傳感器和ADC、DAC轉換電路，通過對芯片的編程可實現數字濾波、線性化、溫度補償，而無需外加補償電路，因此簡化了硬件電路，減小了變送器的體積。高性價比設計。采用擴散硅壓力傳感器使變送器的成本降低，而通過對控制芯片的編程，實現了傳感器的軟件補償，無需硬件補償電路就能保證PILZ壓力變送器的精度，使得變送器具有很高的性價比。多輸出方式設計。由于內部集成了四個滿擺幅輸出運算放大器、脈寬調制、SPI通訊接口等，除可設計成4～20mA標準電流信號輸出外，經過簡單調理還可以實現1～5V輸出、脈寬調制輸出、4～20mA電流環輸出以及SPI數據通訊。將PILZ壓力變送器各個基本事件按其重要性大小進行排列,得出高壓沖擊膜片變形及破損、電磁干擾、電路板受潮的重要度zui高。明確指出提高PILZ壓力變送器可靠性的重要措施是要改善產品的設計和完善生產工藝。基于PILZ壓力變送器失效分析的理論,提出工程機械PILZ壓力變送器可靠性改進具體措施:運用有限元分析法對自產KY22微熔壓力傳感器的基座進行設計分析,從理論上得出自產KY22微熔傳感器高壓過載能力強,能有效抵御瞬間高壓沖擊,更適用于高壓量程的PILZ壓力變送器產品;產品增加了屏蔽電路板,對PILZ壓力變送器原有主電路板的PCB板進行重新設計,增加其抗干擾能力;重新設計后蓋結構并對后蓋進行灌膠處理。設計制造出工程樣機,用于驗證具體的可靠性措施是否可行。對工程樣機開展加速工作壽命測試、產品電磁干擾測試、浸水及鹽霧測試,并對測試結果進行數據分析,分析結果顯示工程機械PILZ壓力變送器的電氣性能、固有可靠性都得到了明顯提高。經過一年產品失效返修跟蹤,質保期累積失效率從改進前的12%下降到0.5%,達到了預期的目的,能夠基本滿足當前項目的需要。