在長(zhǎng)期穩(wěn)定性測(cè)試中，合理設(shè)置采樣間隔和測(cè)試時(shí)長(zhǎng)需綜合考慮測(cè)試目標(biāo)、被測(cè)對(duì)象特性、失效模式以及資源限制，通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)確保既能捕捉關(guān)鍵失效過(guò)程，又能高效利用資源。以下是具體設(shè)置方法及案例：
一、采樣間隔設(shè)置原則
采樣間隔需平衡數(shù)據(jù)精度與存儲(chǔ)/處理成本，避免過(guò)密采樣導(dǎo)致數(shù)據(jù)冗余，或過(guò)疏采樣遺漏關(guān)鍵信息。
1. 根據(jù)被測(cè)對(duì)象特性確定
- 慢變參數(shù)（如電容容量、絕緣電阻）：
- 采樣間隔可較長(zhǎng)（如每小時(shí)1次），因參數(shù)變化緩慢。
- 示例：電解電容容量在高溫下每天下降約0.1%，每小時(shí)采樣可捕捉趨勢(shì)。
- 快變參數(shù)（如輸出電壓紋波、動(dòng)態(tài)響應(yīng)）：
- 采樣間隔需較短（如每秒10-100次），以捕捉瞬態(tài)變化。
- 示例：開(kāi)關(guān)電源輸出紋波頻率為100kHz，采樣率需≥200kHz（奈奎斯特定理）。
2. 根據(jù)失效模式確定
- 漸變失效（如電容干涸、元件老化）：
- 初期變化緩慢，可延長(zhǎng)采樣間隔（如每12小時(shí)1次）；
- 后期變化加速時(shí)，縮短間隔（如每1小時(shí)1次）。
- 突發(fā)失效（如焊點(diǎn)脫落、絕緣擊穿）：
- 需持續(xù)高頻率采樣（如每分鐘1次），以捕捉失效瞬間。
3. 資源限制下的優(yōu)化
- 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)限制：
- 若存儲(chǔ)空間有限，可采用變間隔采樣（如初期每4小時(shí)1次，后期每1小時(shí)1次）。
- 處理能力限制：
- 若數(shù)據(jù)分析需實(shí)時(shí)處理，可降低采樣率（如從每秒100次降至10次），但需確保不丟失關(guān)鍵信息。
二、測(cè)試時(shí)長(zhǎng)設(shè)置原則
測(cè)試時(shí)長(zhǎng)需覆蓋被測(cè)對(duì)象從初始穩(wěn)定期到失效臨界點(diǎn)的全過(guò)程，確保能觀察到顯著性能退化。
1. 基于產(chǎn)品壽命目標(biāo)確定
- 目標(biāo)壽命為5年：
- 實(shí)驗(yàn)室加速測(cè)試需通過(guò)時(shí)間壓縮（如高溫加速）模擬長(zhǎng)期使用。
- 示例：在85℃下測(cè)試1000小時(shí)，相當(dāng)于常溫25℃下約5年（阿倫尼烏斯模型，活化能Ea=0.7eV）。
- 目標(biāo)壽命為10年：
- 需延長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間或提高加速因子（如125℃下測(cè)試2000小時(shí)）。
2. 基于失效模式確定
- 早期失效（如元件缺陷）：
- 測(cè)試初期（如前100小時(shí)）需密集采樣，以篩選缺陷品。
- 隨機(jī)失效（如偶然故障）：
- 需長(zhǎng)期測(cè)試（如數(shù)千小時(shí)）以統(tǒng)計(jì)故障率。
- 耗損失效（如電容干涸）：
- 需測(cè)試至性能參數(shù)超出閾值（如電容容量下降20%）。
3. 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)參考
- 軍用標(biāo)準(zhǔn)（MIL-STD-810）：
- 要求連續(xù)測(cè)試1000小時(shí)以上，模擬5-10年使用。
- 商用標(biāo)準(zhǔn)（IEC 62368）：
- 推薦測(cè)試時(shí)長(zhǎng)為產(chǎn)品預(yù)期壽命的10%-20%（如5年壽命產(chǎn)品測(cè)試500-1000小時(shí)）。
三、優(yōu)化策略：動(dòng)態(tài)調(diào)整采樣與時(shí)長(zhǎng)
1. 分階段測(cè)試
- 階段1（初期）：
- 測(cè)試時(shí)長(zhǎng)：前24-48小時(shí)；
- 采樣間隔：每10分鐘1次（捕捉早期性能波動(dòng)）；
- 目標(biāo)：驗(yàn)證初始穩(wěn)定性。
- 階段2（中期）：
- 測(cè)試時(shí)長(zhǎng)：200-500小時(shí)；
- 采樣間隔：每1小時(shí)1次（平衡數(shù)據(jù)量與變化速度）；
- 目標(biāo)：觀察性能退化趨勢(shì)。
- 階段3（后期）：
- 測(cè)試時(shí)長(zhǎng)：至性能參數(shù)超限；
- 采樣間隔：每30分鐘1次（臨近失效時(shí)加密采樣）；
- 目標(biāo)：確定失效時(shí)間點(diǎn)。
2. 自適應(yīng)采樣
- 基于閾值觸發(fā)：
- 當(dāng)輸出電壓波動(dòng)超過(guò)±0.5%時(shí)，自動(dòng)縮短采樣間隔至每5分鐘1次。
- 基于模型預(yù)測(cè)：
- 使用退化模型（如線性/指數(shù)退化）預(yù)測(cè)失效時(shí)間，動(dòng)態(tài)調(diào)整測(cè)試時(shí)長(zhǎng)。
四、案例分析
案例1：電解電容壽命測(cè)試
- 目標(biāo)：評(píng)估電容在65℃下的壽命。
- 采樣間隔：
- 初期（前100小時(shí)）：每1小時(shí)1次（容量變化緩慢）；
- 中期（100-500小時(shí)）：每30分鐘1次（容量下降加速）；
- 后期（500小時(shí)至失效）：每10分鐘1次（臨近失效）。
- 測(cè)試時(shí)長(zhǎng)：
- 實(shí)驗(yàn)室測(cè)試800小時(shí)，相當(dāng)于常溫25℃下約8年（阿倫尼烏斯模型折算）。
案例2：開(kāi)關(guān)電源輸出穩(wěn)定性測(cè)試
- 目標(biāo)：驗(yàn)證電源在連續(xù)工作下的輸出電壓精度。
- 采樣間隔：
- 紋波電壓：每秒100次（捕捉高頻噪聲）；
- 平均電壓：每分鐘1次（長(zhǎng)期趨勢(shì)）。
- 測(cè)試時(shí)長(zhǎng)：
- 連續(xù)測(cè)試1000小時(shí)，模擬1年實(shí)際使用（每日工作8小時(shí)）。
五、工具與資源推薦
- 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：
- 支持多通道、變間隔采樣（如NI DAQ、Keysight 34980A）。
- 自動(dòng)化測(cè)試軟件：
- 可編程觸發(fā)條件（如LabVIEW、Python腳本）。
- 加速老化箱：
六、總結(jié)：關(guān)鍵決策點(diǎn)
