專利名稱：真空熒光顯示器壽命預(yù)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壽命預(yù)測(cè)方法，特別涉及一種真空熒光顯示器壽命預(yù)測(cè) 方法。
背景技術(shù)：
真空熒光顯示器(VFD)是一種高可靠、長(zhǎng)壽命的電子產(chǎn)品，在電子和 電氣設(shè)備的顯示方面得到廣泛使用。為了得到它的壽命分布和各種可靠性特 征，在正常工作條件下采取壽命試驗(yàn)這一基本的可靠性試驗(yàn)方法需要數(shù)萬(wàn)小 時(shí)；同時(shí)，由于科技發(fā)展日新月異，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度愈來(lái)愈快，以及曰 益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，要在正常工作條件下進(jìn)行壽命試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)產(chǎn)品有 可能已經(jīng)更新，失去了試驗(yàn)的意義。因此，迫切需要對(duì)VFD進(jìn)行加速壽命試 驗(yàn)，以期在較短時(shí)間內(nèi)精確估計(jì)VFD的壽命，才不至于被市場(chǎng)所淘汰。
中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB9586-1988，名稱為"熒光數(shù)碼管加速壽命試驗(yàn)方法"，公 開了熒光數(shù)碼顯示管(熒光管)的加速參數(shù)"多位管取值24 300，單位管取值 31 800"，而真空熒光顯示器作為一種平板顯示器件，其結(jié)構(gòu)不同于熒光數(shù)碼 管，而且，近二十年來(lái)，VFD的設(shè)計(jì)技術(shù)、薄膜技術(shù)以及生產(chǎn)工藝得到了大 幅度的提升，所用的材料發(fā)生了很大的改變，因此中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB9586-1988 中公開的加速參數(shù)顯然不能作為真空熒光顯示器壽命預(yù)測(cè)中的加速參數(shù)，而 國(guó)內(nèi)還沒(méi)有關(guān)于真空熒光顯示器壽命預(yù)測(cè)中加速參數(shù)的具體參數(shù)值和具體的
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有國(guó)內(nèi)缺乏在加速參數(shù)基礎(chǔ)上的真空熒光顯示器壽命預(yù) 測(cè)方法問(wèn)題，提出了一種真空熒光顯示器壽命預(yù)測(cè)方法，可以填補(bǔ)國(guó)內(nèi)真空 熒光顯示器壽命預(yù)測(cè)的空白，從而在短時(shí)間內(nèi)估算VFD的壽命成為可能，節(jié) 省壽命試驗(yàn)時(shí)間，降低壽命預(yù)測(cè)成本。
本發(fā)明的技術(shù)方案為 一種真空熒光顯示器壽命預(yù)測(cè)方法，在真空熒光 顯示器(VFD)加速參數(shù)/ 已經(jīng)確定的條件下預(yù)測(cè)其平均壽命，只需做一個(gè)
燈絲溫度應(yīng)力為r的加速壽命試驗(yàn)來(lái)預(yù)測(cè)其平均壽命，所述真空熒光顯示器壽
命預(yù)測(cè)方法為設(shè)一個(gè)燈絲加速溫度應(yīng)力為r，則加速系數(shù)為
r = exp(風(fēng)丄-丄)}，即r是真空熒光顯示器在加速應(yīng)力r下的壽命加速系數(shù)， 真空熒光顯示器在正常應(yīng)力下的平均壽命^為A二rL^ ， ^是真空熒光顯
示器在加速溫度應(yīng)力r下估計(jì)出的平均壽命，求得真空熒光顯示器在加速溫度 應(yīng)力r條件下估計(jì)出的平均壽命/z代入式中即可得真空熒光顯示器在正常應(yīng) 力下的平均壽命^。
所述真空熒光顯示器在加速溫度應(yīng)力r下估計(jì)出的平均壽命的求解方 法，首先用威布爾分布來(lái)描述真空熒光顯示器的壽命，再采用極大似然法對(duì) 威布爾進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，最后預(yù)測(cè)出真空熒光顯示器在加速溫度應(yīng)力r條件下的
平均壽命。所述采用極大似然法對(duì)威布爾進(jìn)行參數(shù)估計(jì),參數(shù)m和77的似然函 數(shù)為
<formula>formula see original document page 4</formula>本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明真空熒光顯示器壽命預(yù)測(cè)方法，應(yīng)用威 布爾分布來(lái)描述VFD的壽命，采用極大似然法對(duì)其進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，最后預(yù)測(cè)
出VFD在加速溫度應(yīng)力r條件下的平均壽命代入VFD在正常應(yīng)力下的平均壽 命公式//。-r^z，得到VFD正常應(yīng)力下的平均壽命。從而在短時(shí)間內(nèi)估算 VFD的壽命，節(jié)省壽命試驗(yàn)時(shí)間，降低壽命預(yù)測(cè)成本。
具體實(shí)施例方式
在真空熒光顯示器(VFD)加速參數(shù)-已經(jīng)確定的條件下，若預(yù)測(cè)其平 均壽命，則只需做一個(gè)燈絲溫度應(yīng)力為T (700°C^I^850°C，建議燈絲溫度接 近最高溫度應(yīng)力)的加速壽命試驗(yàn)來(lái)預(yù)測(cè)其平均壽命，與常規(guī)的VFD壽命試 驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)相比，可以縮短試驗(yàn)時(shí)間，節(jié)省試驗(yàn)所需的人力、物力和 財(cái)力。
若在一個(gè)燈絲加速溫度應(yīng)力為r下有"個(gè)試驗(yàn)樣管，則加速系數(shù)為
<formula>formula see original document page 5</formula>
式中r是產(chǎn)品在加速應(yīng)力r下的壽命加速系數(shù)。如果記/Z是產(chǎn)品在加速溫度
應(yīng)力r下估計(jì)出的平均壽命，產(chǎn)品在正常應(yīng)力下的平均壽命^為
A 二 (2) 為了預(yù)測(cè)產(chǎn)品在正常條件下的平均壽命，由式(1)和(2)可知，只需
求得產(chǎn)品在加速溫度應(yīng)力r條件下的平均壽命/z代入式中即可。為此，我們應(yīng)
用威布爾分布來(lái)描述VFD的壽命，采用極大似然法對(duì)其進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，最后
預(yù)測(cè)出vfd在加速溫度應(yīng)力r條件下的平均壽命。
1、 用威布爾分布來(lái)描述VFD的壽命
設(shè)真空熒光顯示器(VFD)的壽命服從兩參數(shù)威布爾(Weibull)分布，其概率密度函數(shù)為
<formula>formula see original document page 6</formula> (3)
2 、 試驗(yàn)樣品失效時(shí)間和累積失效概率的確定
試驗(yàn)樣品的失效時(shí)間如果有自動(dòng)記錄失效裝置的，以自動(dòng)記錄到的時(shí)間 計(jì)算。若用定時(shí)方法測(cè)試時(shí)，若某測(cè)試間隔d，g中測(cè)得的失效數(shù)為，則 第A個(gè)測(cè)試間隔內(nèi)的第/個(gè)產(chǎn)品的失效時(shí)間(應(yīng)分別確定為
<formula>formula see original document page 6</formula> (4)
式中^、 ^i為相鄰的兩個(gè)測(cè)試時(shí)刻。
另外，試驗(yàn)中由于非產(chǎn)品本身的原因(如設(shè)備原因、人為原因、意外事 故等)所造成的失效則不應(yīng)計(jì)入失效數(shù)內(nèi)。
將失效時(shí)間從小到大順序排列，就得到一組試驗(yàn)數(shù)據(jù)f,。
需要說(shuō)明的是這里進(jìn)行的是完全壽命試驗(yàn)，即直到該溫度應(yīng)力水平下的 試驗(yàn)樣品全部失效為止。
3、 威布爾兩參數(shù)的估計(jì)
根據(jù)真空熒光顯示器(VFD)的壽命服從威布爾分布，采用極大似然法 估計(jì)出溫度應(yīng)力r下的威布爾兩參數(shù)。結(jié)合式(3)，參數(shù)m和77的似然函數(shù)可 寫成
<formula>formula see original document page 6</formula> (5)
對(duì)式(5)兩邊求自然對(duì)數(shù).若用丄0,77)表示r(^,/7)的自然對(duì)數(shù)，則<formula>formula see original document page 7</formula>
可以看出，函數(shù)丄和r有相同的極值點(diǎn)，所以也可用式(6)作似然函數(shù)。根
據(jù)極大似然原理可得到確定威布爾兩參數(shù)m 、 77的似然方程<formula>formula see original document page 7</formula> 將式(6)代入式(7)可得
<formula>formula see original document page 7</formula>
需要指出的是由于式(8)和(9)較復(fù)雜，我們采用軟件編制迭代程 序，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行反復(fù)迭代求解。
4、 平均壽命的計(jì)算
將利用以上述方法估計(jì)出的威布爾參數(shù)W和77代入下式<formula>formula see original document page 7</formula> (10)
附
其中，r(Q)為伽馬函數(shù)。//是當(dāng)前溫度應(yīng)力r下的vfd的平均壽命。結(jié)合式
(1)、 (2)以及(10)便可求出vfd在正常工作條件下的平均壽命//。。
權(quán)利要求
1、一種真空熒光顯示器壽命預(yù)測(cè)方法，在真空熒光顯示器(VFD)加速參數(shù)β已經(jīng)確定的條件下預(yù)測(cè)其平均壽命，只需做一個(gè)燈絲溫度應(yīng)力為T的加速壽命試驗(yàn)來(lái)預(yù)測(cè)其平均壽命，其特征在于，所述真空熒光顯示器壽命預(yù)測(cè)方法為設(shè)一個(gè)燈絲加速溫度應(yīng)力為T，則加速系數(shù)為<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>τ</mi><mo>=</mo><mi>exp</mi><mo>{</mo><mi>β</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mn>1</mn><msub> <mi>T</mi> <mn>0</mn></msub> </mfrac> <mo>-</mo> <mfrac><mn>1</mn><mi>T</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>}</mo><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0001" file="A2008100417780002C1.tif" wi="43" he="11" top= "62" left = "134" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>即τ是真空熒光顯示器在加速應(yīng)力T下的壽命加速系數(shù)，真空熒光顯示器在正常應(yīng)力下的平均壽命μ0為μ0＝τ□μ，μ是真空熒光顯示器在加速溫度應(yīng)力T下估計(jì)出的平均壽命，求得真空熒光顯示器在加速溫度應(yīng)力T條件下估計(jì)出的平均壽命μ代入式中即可得真空熒光顯示器在正常應(yīng)力下的平均壽命μ0。
2、 根據(jù)權(quán)力要求i所述真空熒光顯示器壽命預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述真 空熒光顯示器在加速溫度應(yīng)力r下估計(jì)出的平均壽命/z的求解方法，首先用威布爾分布來(lái)描述真空熒光顯示器的壽命，再采用極大似然法對(duì)威布爾進(jìn)行參 數(shù)估計(jì)，最后預(yù)測(cè)出真空熒光顯示器在加速溫度應(yīng)力r條件下的平均壽命。
3、 根據(jù)權(quán)力要求2所述真空熒光顯示器壽命預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述采用極大似然法對(duì)威布爾進(jìn)行參數(shù)估計(jì),參數(shù)m和7的似然函數(shù)為<formula>formula see original document page 2</formula>
全文摘要
本發(fā)明涉及一種真空熒光顯示器(VFD)壽命預(yù)測(cè)方法，應(yīng)用威布爾分布來(lái)描述VFD的壽命，采用極大似然法對(duì)其進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，預(yù)測(cè)出VFD在加速溫度應(yīng)力T條件下的平均壽命，最后代入VFD在正常應(yīng)力下的平均壽命公式(μ<sub>0</sub>＝τ□μ)得到VFD正常應(yīng)力下的平均壽命。從而在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)VFD的壽命估算，節(jié)省壽命試驗(yàn)時(shí)間，降低壽命預(yù)測(cè)成本。
文檔編號(hào)G01M11/00GK101339090SQ200810041778
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月15日
發(fā)明者張建平 申請(qǐng)人:上海電力學(xué)院