颗粒碰撞噪声检测系统校准规范.docx

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1、中华人民共和家计量技术规范JJF1220颗粒碰撞噪声检测系统校准规范CalibrationSpecificationforPIND(ParticleImpactNoiseDetection)(征求意见稿)202xxx 发布202xxx实施国家市场监督管理总局发布JJF 1220-颗粒碰撞噪声检测系统校准规范CalibrationSpecificationforPIND(ParticleImpactNoiseDetection)归口单位：全国振动冲击转速计量技术委员会主要起草单位：XXXXXXXXXXXXXX参加起草单位：XXXXXXXXXXXXXX本规范委托全国振动冲击转速计量技术委员会负责解

2、释本规范主要起草人：XXXXXXXXXXXXXXXX(XXXXXXXXXXXXX)XXX(XXXXXXXXXXXXX)参力口起草人：XX(XXXXXXXXXXXXX)XXX(XXXXXXXXXXXXX)XXX(XXXXXXXXXXXXX)XXX(XXXXXXXXXXXXX)目录引言in1 范围12 引用文件13 术语14 概述15 计量特性26 校准条件27 校准项目和校准方法38 校准结果表达69 复校时间间隔6附录A7附录B10附录C12引言本规范依据JJFIO71-2010国家计量校准规范编写规则规定的规则编写。本规范替代JJF1220-2009颗粒碰撞噪声检测系统校准规范。本规范在制定

3、过程中充分考虑了JJFIl562006振动冲击转速计量术语及定义中的术语、符号与定义，国家军用标准GJB360B-2009电子及电气元件试验方法及GJB548C2021微电子器件试验方法和程序文件中的检测试验方法及要求。与JJF1220-2009相比本规范除编辑性修改外，主要内容变化如下：修改了术语和定义；修改了正弦振动加速度峰值、频率、失真度、振动试验时间的校准方法、校准用设备等；增加了PlND换能器声压灵敏度级的校准方法、校准用设备等；本规范依据JJFIo71-2010国家计量校准规范编写规则规定的规则编写。颗粒碰撞噪声检测系统校准规范1范围本规范适用于颗粒碰撞噪声检测系统（又称PlND）

4、的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：JJF1156-2006振动冲击转速计量术语及定义JJF1337-2012声发射传感器校准规范（比较法）GB/T3223-94声学水声换能器自由场校准方法GJB360B-2009电子及电气元件试验方法方法217粒子碰撞噪声检测试验GJB548C-2021微电子器件试验方法和程序方法2020.2粒子碰撞噪声检测GJB65C-2021有失效率等级的电磁继电器通用规范3.25粒子碰撞噪声检测试验（PIND）凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。3术语3.1 PIND换能器电能和声能

5、相互转换的器件。将电能转换成声能的称为发射换能器；将声能转换成电能的是接收换能器。发射和接收换能器通常是分开使用的，但也可以共用一个。3.2 声压灵敏度级PIND换能器声压灵敏度与参考声压灵敏度之比的常用对数乘以20,在测量频率范围内，声压灵敏度级最大值为峰值声压灵敏度级。3.3 标准声源经过校准的频率和声压已知的声源。4概述颗粒碰撞噪声检测系统（PartiCIelmPaCtNOiSeDeteCtion）是一种针对元器件封装后多余粒子检测的专用设备，其目的是有效检测出存在于元器件、半导体封装腔体内的松动粒子，从而提高元器件、半导体等零部件的可靠性。颗粒碰撞噪声检测系统主要由检测单元、控制单元和

6、激励装置等组成。检测单元中的超声传感器，对松动粒子在封装腔体内随机运动产生的应力弹性波和声波混响信号进行拾取，并经信号调理放大后，由主机处理显示，有助于得出检测结论；控制单元控制激励装置按照设定程序产生特定幅值和频率的振动、冲击运动激励，通过特定的力学冲击环境使束缚在封装中的粒子产生松动，再通过持续的力学振动环境使松动粒子在封装腔体内运动产生随机组合的移动和撞击过程。颗粒碰撞噪声检测系统典型原理框图如图1所示：粘合材料声音信号调理检测单元 控制单元图1PIND典型原理框图5计量特性5.1 正弦振动加速度峰值示值误差正弦振动加速度峰值示值误差不超过10%。5.2 正弦振动频率示值误差正弦振动频率

7、示值误差不超过8%。5.3 正弦振动波形失真度正弦振动波形失真度不超过10%o5.4 正弦振动试验时间示值误差正弦振动试验时间不超过10%。5.5 冲击加速度峰值示值误差冲击加速度峰值示值误差不超过20%。5.6 冲击持续时间针对半导体分立器件、微电子器件主冲击持续时间不超过100so针对电磁继电器，冲击持续时间不超过1ms。5.7 冲击加速度峰值重复性冲击加速度峰值的重复性不大于10%o5.8 PlND换能器声压灵敏度级PIND换能器应在150kHz-160kHz频率范围内的某个频率上，峰值声压灵敏度级为（-77.53）dB（以lVbar作为参考值）。注：以上计量特性要求不用于合格性判别，仅

8、供参考，也可参照国家标准、国家军用标准或厂家出厂相应条款给出的技术指标要求。6校准条件6.1 环境条件环境温度：（1530）；相对湿度：85%;电源：（220土22）V、（50l）Hz;装置及其周围环境应无明显影响校准结果的振动源，无强电场、强磁场、强声场的干扰；用于校准的设备应接地良好。6.2 校准用设备校准用设备见表1。表1校准用设备表设备名称组成计量性能颗粒碰撞噪声检测系统校准装置加速度传感器、信号适调器及数据采集系统或动态信号分析仪、标准声源冲击加速度峰值测量不确定度：Urd5%(=2)或加速度示值误差不超过3%：振动加速度幅值测量不确定度：3%(=2),振动频率测量不确定度：treO

9、.5%(A=2)声压灵敏度级测量不确定度：UldB(k=2)7校准项目和校准方法7.1 校准项目颗粒碰撞噪声检测系统的校准项目见章5。7.2 校准方法7.2.1 外观检查颗粒碰撞噪声检测系统上应标明型号规格、编号、制造厂家等基本信息；配套附件应齐全。系统各操作按键及旋钮操作清晰准确。输出输入插座不应有松动和接触不良的现象。无影响正常工作的机械损失。7.2.2 运行检查台面空载，将测量系统中加速度传感器粘接在台面中心位置，加速度传感器通过适调放大器接数据采集系统/动态信号分析仪的各通道。系统通电，预热15min后，将PlND设定为振动状态并运行，此时配套示波器上不应产生大于20mV的峰峰值噪声信

10、号。7.2.3 校准点选取在PIND正弦振动试验范围内选取不少于四个校准点，至少包括最大、最小试验加速度峰值及最高、最低振动试验频率。在PIND冲击试验范围内选取至少一个冲击加速度校准点。注：应充分考虑用户的试验要求，尽量选取用户实际试验条件作为校准点7.2.4 正弦振动加速度峰值示值误差的校准设定振动试验并开始振动。分别记录每个校准点测量得到的振动加速度峰值和PIND显示的振动加速度峰值，按照式(1)计算正弦振动加速度峰值的示值误差ba$色二&.x00%(1)11i式中：%第，个校准点处，PlND的加速度峰值示值，g；%第，个校准点处，实际测量的加速度峰值，g。选取示值误差的最大值作为测量结

11、果7.2.5 正弦振动频率示值误差的校准设定振动试验并开始振动。分别记录每个校准点测量得到的振动频率值和PlND显示的振动频率值，按照式（2）计算正弦振动频率的示值误差源。=/Hoo%（2）启式中：工一第i个校准点处，PIND的振动频率示值，Hz；.外一第，个校准点处，实际测量的振动频率值，Hzo选取示值误差的最大值作为测量结果。7.2.6 正弦振动波形失真度的校准设定振动试验并开始振动。通过动态信号分析仪对每个校准点传感器输出波形的谐波失真度进行测量。波形失真度一般取5次谐波，按照公式（3）计算。花S2逶XK）O%（3）式中：7正弦振动波形失真度，%；由、。3、痣一被测正弦振动信号的2、3、

12、4、5次谐波的幅值，g；4被测正弦振动信号的基波幅值，go选取失真度的最大值作为测量结果。7.2.7 正弦振动试验时间示值误差的校准选取常用试验条件作为校准点（推荐选用10g60Hz）,设定一定持续时间的振动试验并开始振动。记录完整振动过程，并读取振动试验时间，按照式（4）计算正弦振动试验时间示值误差品.=4z-oo%（4）%式中：4振动试验时间的设定值，s；之一实际测量得到的振动试验时间，So选取示值误差的最大值作为测量结果。注:振动试验时间实际测量时,时间起始点和终止点处振动加速度幅值应不低于振动加速度峰值的10%。7.2.8冲击加速度峰值示值误差设定冲击试验并开始连续冲击10次。分别记录

13、每次测量得到的冲击加速度峰值和PlND显示的冲击加速度峰值，按照式（1）计算每次冲击加速度峰值的示值误差Sai。选取示值误差的最大值作为测量结果。7.2.9 冲击持续时间设定冲击试验并开始冲击。记录每次测量得到的冲击加速度幅值在50%5%处的脉冲持续时间。7.2.10 冲击加速度峰值重复性将728中记录的10次冲击加速度峰值的测量值按照式（5）、式（6）和式（7）进行重复性凡的计算。Ra=-100%式中：a.各次测量值，g;4各次测量的平均值，g；%各次测量的实验室标准偏差，g；测量次数。1发射换能器2待测传感器图2 PlND换能器声压灵敏度级校准系统图(截面图)(5)(6)(7)7.2.11

14、 PIND换能器声压灵敏度级的校准PIND换能器声压灵敏度级校准方法如图2所示，发射换能器谐振频率不低于IMHz。发射换能器与待测传感器之间使用适当的耦合剂并在发射换能器端面放置祛码，祛码重量不超过2kg,一般以Ikg为宜，静置时间不低于5分钟，以保证耦合剂与发射换能器以及待测传感器充分均匀接触。移除祛码后，通过脉冲信号源对发射换能器施加不同频率的激励电压，发射换能器发出压力为(力)的声信号，记录此时待测传感器的电压幅值响应u(ym),则待测传感器频率为人时的声压灵敏度由公式(8)计算得到：S(m)=4*(8)rJmJ式中：S()待测传感器在频率为/m时的声压灵敏度，vbar;U(EU)待测传感器在频率为时的幅值响应，V；p(ff)标准声源在频率为m时的声压值，Mbar。在15OkHZ16OkHZ范围内以IkHz的频率间隔测量PIND换能器的灵敏度。根据PIND换能器各个频率点的灵敏度，得到PIND换能器声压灵敏度的频率响应，以lVbar为参考值计算得到每个频率点的声压灵敏度级。以频率为横坐标，以声压灵敏度级为纵坐标，绘制曲线获得PIND换能器的声压灵敏度级频率响应曲线，读取峰值声压灵敏度级及其对应的频率点，重复测量三次，以与峰值声压灵敏度级-77.5dB（以lVbar作为参考值）绝对偏差最大值为最终测量结果。8校准结果表达校准结果应在校准证书上反映，校准证书应至少包括以下信息