Условия эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры и приборов

При транспортировке, хранении и эксплуатации радиоаппара­тура подвергается многочисленным внешним воздействиям, ос­новными из которых являются:

климатические, связанные в основном с состоянием атмосфе­ры, — температурой и ее цикличностью; влажностью (дождь, иней, роса); атмосферным давлением; солнечной радиацией; примеся­ми в воздухе (пыль, соли, промышленные газы); биологическими факторами (грибковая плесень и др.);

механические, связанные с вибрационными и ударными на­грузками и звуковым давлением.

Рассмотрим влияние различных факторов на работоспособность радиоаппаратуры.

Климатические воздействия. В зависимости от диапазона изме­нения основных климатических факторов условия эксплуатации аппаратуры можно разделить на три группы:

нормальные условия, характерные для стационарной и широко­вещательной аппаратуры, работающей обычно в закрытых поме­щениях при температуре +25... —10 °С, относительной влажности до 80 % и атмосферном давлении 720... 780 мм рт. ст.;

сложные условия, предусматривающие эксплуатацию аппара­туры при температуре от —50 до +50 °С, относительной влажнос­ти воздуха до 90 % и атмосферном давлении 90... 780 мм рт. ст.;

тяжелые условия, когда аппаратура работает при резком изме­нении в широких пределах температуры, давления и влажности. Например, радиоэлектронная аппаратура, работающая на косми­ческих станциях, обеспечивает высокую надежность в очень тя­желых условиях космоса, в том числе при изменении температу­ры от —150 до +150 °С при полном вакууме.

Надежность работы радиоаппаратуры и ее элементов зависит от температуры окружающей среды. Повышение или понижение температуры окружающей среды от номинального значения по­чти всегда вызывает ухудшение работы радиоаппаратуры, связан­ное с изменением физико-химических и механических свойств металлов, из которых изготовлена радиоаппаратура. Тепловое воз­действие также является причиной ухудшения электрических свойств радиоаппаратуры вследствие изменения электрического сопротивления резисторов, сопротивления изоляции диэлектри­ков, емкости конденсаторов и т.д. При повышении температуры некоторые виды пластмасс размягчаются, а влагонепроницаемые покрытия ухудшают свои свойства. Тепловое воздействие приво­дит также к ускоренному старению материалов и др.

При понижении температуры у всех материалов ухудшается пластичность, а при очень низкой температуре она практически исчезает — металл становится хрупким. Некоторые элементы ра­диоаппаратуры, в частности электролитические конденсаторы и химические источники питания, при низких температурах теряют свои свойства. Ухудшение параметров изоляционных материалов может привести к механическим повреждениям конструкции в целом. Из-за повышения, например, вязкости часто наблюдается увеличение трения между отдельными подвижными элементами конструкции.

Надежность работы радиоаппаратуры очень зависит от состоя­ния окружающей атмосферы й в первую очередь — от влажности. С увеличением влажности резко уменьшаются поверхностное и объемное сопротивления изоляционных материалов.

Особенно сильно воздействуют климатические условия (повы­шенная влажность, грибковая плесень, солнечная радиация) на параметры радиоаппаратуры, эксплуатируемой в тропических ус­ловиях. Так, образование и развитие грибков снижает изоляцию материала, способствует созданию проводящего слоя на поверх­ности изоляции, вызывает химическое разложение органических материалов и коррозию металлов. Это в конечном счете приводит к порче и выходу из строя аппаратуры, не защищенной от таких воздействий. Интенсивное солнечное облучение способствует окис­лению или химическому разложению некоторых органических материалов.

Радиоаппаратура, эксплуатируемая в морских условиях, под­вержена воздействию солей, растворенных в морской воде. В усло­виях повышенной влажности соли вызывают интенсивную кор­розию металлических деталей.

Механические воздействия. Механические нагрузки, испытыва­емые радиоаппаратурой в разных условиях, могут иметь сложный комплексный характер при различном их сочетании. Так, стацио­нарная аппаратура подвергается кратковременным ударным на­грузкам и тряске только при упаковке и транспортировании. Ра­диоаппаратура, устанавливаемая на автомобилях и железнодорож­ном транспорте, испытывает вибрацию и ударные нагрузки во время работы. Корабельная аппаратура помимо вибрационных и ударных воздействий подвергается длительным перегрузкам от качки. Наибольший угол отклонения от вертикали корабельной аппаратуры при качке может достигать 45°. Авиационная аппара­тура подвержена длительному воздействию вибрации во время полета и значительным ударным нагрузкам при взлете и посадке самолета, а также линейному ускорению при полете.

Разрушение или быстрое изнашивание конструкции вызывают не длительно действующие малые нагрузки, а большие перегруз­ки, хотя они и действуют кратковременно. Поэтому наиболее опас­ным случаем при воздействии вибрации является совпадение соб­ственной частоты колебаний отдельных частей аппаратуры с ко­лебаниями источника вибрации. Амплитуда колебаний бывает при этом настолько велика, что может произойти разрушение конст­рукции.

Таким образом, механические воздействия могут приводить в лучшем случае к нежелательным изменениям параметров аппара­туры, в худшем — к ее разрушению. Очевидно, что создание абсо­лютно устойчивых деталей и узлов к ударной и вибрационной нагрузкам почти невозможно. Поэтому в конструкцию радиоаппаратуры вводятся специальные устройства для смягчения дина­мических нагрузок или изменения их характера, например все­возможные амортизаторы, преобразующие ударные нагрузки в виб­рационные с синусоидальными затухающими колебаниями.

Для повышения надежности аппаратуры рекомендуется исполь­зовать облегченные режимы работы ее элементов. Радиоаппарату­ра нередко подвергается одновременному воздействию несколь­ких механических и климатических факторов в различной комби­нации, под влиянием которых происходит ухудшение ее электри­ческих и механических параметров. Любое воздействие внешних факторов на радиоэлектронную аппаратуру сначала проявляется в процессе самого воздействия, вызывая неустойчивость и отказы в работе аппарата, а затем — после него, способствуя старению аппаратуры.

Контрольные вопросы и задания

1. На основании каких документов проверяется качество монтажа РЭА и приборов?

2. Перечислите причины некачественных монтажных соединений.

3. Какие методы регулировки применяют при производстве радиоэлектронной аппаратуры?

4. Какие факторы внешней среды могут привести к разрегулировке РЭА и приборов?

5. Перечислите основные виды испытаний, применяемых при произ­водстве.

6. Что такое комплексные испытания?

7. Что понимается под условиями эксплуатации РЭА и приборов?