環(huán)保電子節(jié)能燈加速壽命試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析

摘要：提出一種利用加速壽命試驗對環(huán)保型電子節(jié)能燈進行壽命檢測的新方法。該方法采用威布爾分布函數(shù)描述其壽命分布，利用最小二乘法結合阿倫尼斯加速模型完成了對試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析。試驗和分析結果表明，該方法能極大縮短壽命檢測時間，實現(xiàn)了在短時間內(nèi)對正常應力下環(huán)保型電子節(jié)能燈壽命的科學估計。
關鍵詞：環(huán)保型電子節(jié)能燈；加速壽命試驗；威布爾分布；壽命評估

環(huán)保型電子節(jié)能燈，又稱為省電燈泡、電子燈泡、緊湊型熒光燈以及一體式熒光燈，是指將熒光燈與鎮(zhèn)流器(安定器)組合成一個整體的照明設備。隨著我國“綠色照明工程”的啟動，環(huán)保型電子節(jié)能燈的普及程度越來越高。環(huán)保型電子節(jié)能燈是一種高可靠、長壽命的電子產(chǎn)品，其壽命可達上萬小時。競爭空前激烈的市場對環(huán)保型電子節(jié)能燈的可靠性要求越來越高。然而，在正常工作條件下進行的壽命試驗，在時間和經(jīng)費上來說已成為企業(yè)的沉重負擔，在許多情況下，實際上不可能做這種試驗，有的試驗結果出來后，很可能產(chǎn)品已經(jīng)更新，失去了試驗的意義。因此，迫切需要對環(huán)保型電子節(jié)能燈進行加速壽命試驗，以期在較短時間內(nèi)知道環(huán)保型電子節(jié)能燈的壽命信息。但是，到目前為止，還未曾見到科學有效的加速壽命試驗在這方面的研究報道。
恒定應力加速壽命試驗(簡稱恒加)具有試驗方法簡單、理論成熟、得到信息多、試驗結果較為準確等優(yōu)點。鑒于此，對兩組環(huán)保型電子節(jié)能燈進行加速壽命試驗，并結合威布爾分布函數(shù)和最小二乘法原理對環(huán)保型電子節(jié)能燈加速壽命試驗數(shù)據(jù)進行分析研究，完成了對環(huán)保型電子節(jié)能燈正常使用條件下的壽命估計。

1 試驗方案與結果
根據(jù)環(huán)保型電子節(jié)能燈的發(fā)光原理，選擇溫度作為加速壽命試驗的加速應力，在保持失效機制不變的情況下選取T1=50℃(323．15 K)和T2=70℃(343．15 K)兩組應力水平進行恒加試驗，試驗采用完全壽命試驗，直到該溫度應力水平下的試驗樣品全部失效為止。試驗樣品失效時間記錄如表l所示。

2 實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
2．1 基本假定
假定1：在溫度加速應力下，環(huán)保型電子節(jié)能燈的壽命服從兩參數(shù)威布爾分布，其分布函數(shù)為：

式中，mi為加速應力Ti下的形狀參數(shù)，它直接影響著威布爾函數(shù)失效密度分布曲線的幾何形狀；ηi為加速應力Ti下的特征壽命，它決定著失效密度分布曲線的陡度，也具體表示出環(huán)保型電子節(jié)能燈壽命的長短。此假定表明，加速應力水平的改變是不會改變壽命分布模型。
假定2：在各溫度加速應力水平下，環(huán)保型電子節(jié)能燈的失效機理不變。由于威布爾分布的形狀參數(shù)反映失效機理，從數(shù)學角度上看就是形狀參數(shù)保持不變，因此有：

若各加速應力水平下形狀參數(shù)的估計值分別為，那么形狀參數(shù)可根據(jù)假定2取加權平均：
式中，ni為該溫度加速應力水平下試驗樣品的總數(shù)。