[发明专利]一种激光陀螺可靠性测试系统及方法

权利要求书

1.一种用于激光陀螺可靠性测试系统的激光陀螺可靠性测试方法，其特征在于，所述激光陀螺可靠性测试系统包括温度应力施加装置(2)、电应力施加装置(3)、控制电路(4)及至少一个激光陀螺(1)，所述激光陀螺(1)设置在温度应力施加装置(2)内部，所述电应力施加装置(3)与激光陀螺(1)电连接，所述控制电路(4)分别与激光陀螺(1)、电应力施加装置(3)电连接，所述电应力施加装置(3)为激光陀螺放电控制器，控制激光陀螺(1)放电电流大小；所述控制电路(4)设置在温度应力施加装置(2)内部或外部，所述温度应力施加装置(2)对激光陀螺(1)施加温度应力；所述电应力施加装置(3)与控制电路(4)为一体结构；所述电应力施加装置(3)对激光陀螺(1)施加电应力；所述控制电路(4)获取激光陀螺的输出参数，所述方法包括：

通过温度应力施加装置(2)对激光陀螺(1)施加不同等级的退化试验温度应力；通过电应力施加装置(3)对激光陀螺(1)施加不同等级的退化试验电应力；

调节不同等级的退化试验温度应力和退化试验电应力，获取不同等级的退化试验温度应力和退化试验电应力条件下的激光陀螺输出参数；

拟合不同等级的退化试验温度应力和退化试验电应力以及不同等级的退化试验温度应力和退化试验电应力条件下对应的激光陀螺输出参数，获取激光陀螺退化模型、寿命模型和加速模型；

根据寿命模型和加速模型，选择不同的温度应力和电应力，获得激光陀螺在相应条件下的可靠性；

所述方法具体包括：

步骤1：启动多组激光陀螺，分别施加电应力和温度应力；

步骤2：实时读取激光陀螺光强、模电压并计算零偏稳定性，直到其中任意一项达到退化阈值，得到各组激光陀螺的退化数据；

步骤3：采用五种退化轨迹模型对激光陀螺的光强码值参数、模电压参数进行退化拟合，将不同敏感应力下、不同应力水平激光陀螺每个测试点的时间和对应的陀螺光强码值、模电压分别代入五种退化轨迹模型中，对退化模型进行线性化处理，包括对数化和参量代替法，再把五种线性化后的数据代入线性回归方程，根据残差平方和最小原则，确定最优性能退化模型为线性退化模型；

运用线性退化模型、光强码值参数阈值、模电压参数阈值，外推得到各试验样件针对光强码值、模电压的伪寿命值；

依据竞争失效原则，基于光强码值参数、模电压参数的失效/截尾/伪寿命数据，选择各试验样件所有失效数据中最小的失效数据，然后根据加速模型和寿命分布的评估模型，采用极大似然估计方法确定加速模型和寿命分布中的参数，对设定应力条件下产品可靠性参数MTBF进行评价；

其中，所采用的五种进行退化拟合的模型如下：

线性模型：y_i＝α_i·t+β_i

指数模型：

幂律模型：

对数模型：y_i＝α_i·ln(t)+β_i

Lloyd-Lipow模型：yi表示陀螺的性能退化参数；i表示某一温度应力和电应力作用下接受试验的样品的个数；t为试验时间；αi，βi为模型参数；

线性退化模型的各参数估计表为：

所述激光陀螺寿命模型为

F(t)＝1-exp(-(t/η)^m)，t是时间，η是产品特征寿命，m是形状参数；

加速模型为温度和电应力混合模型，

η表示威布尔分布的特征寿命；A表示产品的固有特性；Ea是激活能，单位是电子伏特；k是波尔兹曼常数8.617×10-5eV/K；T是反应温度，以K为单位，u是电应力，c是电流特征参数，I为电流。

2.根据权利要求1所述的一种激光陀螺可靠性测试方法，其特征在于，所述激光陀螺的退化试验温度应力和退化试验电应力包括超过激光陀螺正常应用范围内的温度应力和电应力。

3.根据权利要求1所述的一种激光陀螺可靠性测试方法，其特征在于，激光陀螺的可靠性参数MTBF的评估模型

其中，参数η_lowelimit表示产品特征寿命的区间估计值；m_lowelimit表示产品形状参数的区间估计值；MTBF平均故障间隔时间。