專利名稱：：基于亮度衰減擬合預(yù)測真空熒光顯示器壽命的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種推算方法，特別涉及一種基于亮度衰減擬合預(yù)測真空熒光顯示器壽命的方法。
背景技術(shù)：
：真空熒光顯示器(VacuumFluorescentDisplay,簡稱VFD)是一種高可靠、長壽命的電子產(chǎn)品，在電子和電氣設(shè)備的顯示方面得到廣泛使用。在其加速參數(shù)/已經(jīng)確定的條件下，可以通過記錄其加速壽命試驗(yàn)樣品的失效時(shí)間、采用極大似然法估計(jì)威布爾參數(shù)的方法來預(yù)測VFD平均壽命。實(shí)際上，也可以通過VFD平均亮度的衰減，采用威布爾曲線擬合的方法來實(shí)現(xiàn)壽命的預(yù)測。此方法對VFD的壽命預(yù)測和初始亮度設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是針對真空熒光顯示器設(shè)計(jì)時(shí)需要預(yù)測壽命的問題，提出了一種基于亮度衰減擬合預(yù)測真空熒光顯示器壽命的方法，只需做一個燈絲溫度應(yīng)力為r(973.15/^7^1123.15X，建議燈絲溫度接近最高溫度應(yīng)力)的加速壽命試驗(yàn)，收集平均亮度隨時(shí)間變化的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用此數(shù)據(jù)擬合出VFD平均亮度衰減變化的曲線公式，即可根據(jù)失效時(shí)的亮度標(biāo)準(zhǔn)求出VFD的平均壽命。并可根據(jù)設(shè)計(jì)之初客戶所要求的壽命來確定VFD的初始亮度。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種基于亮度衰減擬合預(yù)測真空熒光顯示器壽命的方法，所述方法包括如下步驟1)采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)n個試驗(yàn)樣品在加速溫度應(yīng)力T條件下，其"/"，2，…，iV)時(shí)刻的亮度分別為4")(*=1，2，...，")，貝'M時(shí)刻"個試驗(yàn)樣品的平均亮度為Z^^i力Aft)，便可得到"個試驗(yàn)樣品的平均亮度數(shù)據(jù)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>2)用威布爾分布來描述真空熒光顯示器的亮度衰減真空熒光顯示器的亮度衰減公式可由威布爾函數(shù)來表示i<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中Z。為產(chǎn)品的初始亮度，",)為產(chǎn)品在,時(shí)刻的平均亮度，附為形狀參數(shù)，7為尺度參數(shù)；3)采用最小二乘法對步驟2)中形狀參數(shù)/^和尺度參數(shù);7進(jìn)行參數(shù)估計(jì)；4)真空熒光顯示器平均壽命的計(jì)算真空熒光顯示器在正常應(yīng)力r。下的平均壽命A。為A。=r*A，其中r為真空熒光顯示器在加速應(yīng)力r相對于正常溫度應(yīng)力7i下的壽命加速系數(shù)r-expW^-如}，根據(jù)步驟」)中的真空熒光顯示器的亮度衰減公式，可得真空熒光顯示器在加速溫度應(yīng)力T條件下的平均壽命<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中r為失效標(biāo)準(zhǔn)亮度，可得真空熒光顯示器在正常工作應(yīng)力r。下的平均壽命為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>所述形狀參數(shù)/n和尺度參數(shù);/進(jìn)行參數(shù)估計(jì)對步驟2)中真空熒光顯示器的亮度衰減公式取兩次對數(shù)得ln<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>f尋至U線'性關(guān)系式-<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>，根據(jù)最小二乘法原理，可得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>iV，市入"=附、6--wln;7中便可計(jì)算出的形狀參數(shù)m和尺度參數(shù)7。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明基于亮度衰減擬合預(yù)測真空熒光顯示器壽命的方法，對真空熒光顯示器的壽命預(yù)測和初始亮度設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。圖1為本發(fā)明加速應(yīng)力r下真空熒光顯示器平均亮度隨時(shí)間變化的威布爾擬A曲具體實(shí)施例方式真空熒光顯示器在一個加速溫度應(yīng)力r下的加速系數(shù)為nxpW(丄-丄))(1)式中r就是產(chǎn)品在加速應(yīng)力r相對于正常溫度應(yīng)力r。下的壽命加速系數(shù)。如果記A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r。下的平均壽命;/。為W。=r*//(2)為了預(yù)測產(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即可。為此，我們應(yīng)用威布爾函數(shù)來描述真空熒光顯示器的亮度衰減，并采用最小二乘法對其進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，從而達(dá)到計(jì)算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;/的目的。利用亮度擬合法預(yù)測VFD壽命的方法步驟如下1、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集若有n個試驗(yàn)樣品在加速溫度應(yīng)力T條件下，其"/",2，…,A0(W為測試點(diǎn)的個數(shù))時(shí)刻的亮度分別為^(()"=1,2，...,")，貝U/,時(shí)刻"個試驗(yàn)樣品的平均亮度為^=丄|>力,)(3)如此，便可得到"個試驗(yàn)樣品的平均亮度數(shù)據(jù)((，^)(/=1，2，...，AQ。2、用威布爾分布來描述真空熒光顯示器的亮度衰減設(shè)真空熒光顯示器的亮度衰減公式可由威布爾函數(shù)來表示"/)=￡0呻{-(丄)"(4)式中Zo為產(chǎn)品的初始亮度，Z(/)為產(chǎn)品在/時(shí)刻的平均亮度，對式(4)取兩次對數(shù)得lnln(~^~-)-wln卜wln"(5)丄o令y=lnln(~^~)(6)、；c=lru(7)、"=w(8)、6=—win"(9)，丄(O/i0得到線性關(guān)系式7=欲+*(10)。3、威布爾兩參數(shù)的最小二乘法估計(jì)將試驗(yàn)數(shù)據(jù)(/,.，^)(/=1,2，...^)代入式(6)和(7)便可得(ln(，lnln(:L))="J,)(/=1，2，.』(11)，根據(jù)最小二乘法原理，可得、'w"=^S~~^H^--"2W-"'ZW(12)利用式(12)可求出"、6值，結(jié)合式(8)和(9)，便可計(jì)算出的形狀參數(shù)m和尺度參數(shù)7。將所得的w和77代入式(4)，可確定擬合亮度衰減曲線的威布爾公式。4、平均壽命的計(jì)算-若在加速應(yīng)力r規(guī)定z;為失效標(biāo)準(zhǔn)亮度，則代入式(4)整理后即可計(jì)算出r下的平均壽命為/^/、;7On("^)p(13)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>再結(jié)合式(1)、(2)和(13)便可計(jì)算出VFD在正常工作應(yīng)力r。下的平均壽<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>(14)設(shè)計(jì)之初始亮度的確定在用戶要求真空熒光顯示器壽命為;/。的條件下，這樣設(shè)計(jì)真空熒光顯示器時(shí)需要知道真空熒光顯示器的初始亮度。將式(14)變換后，可到用戶要求真空熒光顯示器壽命為^。的條件下設(shè)計(jì)時(shí)所需要的初始亮度"為A^丄'expK~~J;1/T、、n(15)。實(shí)例將w=20個試驗(yàn)樣品在加速溫度應(yīng)力r=1087.85《條件下進(jìn)行亮度測試，并結(jié)合方法步驟1所述方法便可得到其平均亮度隨時(shí)間變化表，如表l所示，L為實(shí)測值，U為根據(jù)擬合曲線計(jì)算的亮度。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>結(jié)合方法步驟2和3所述方法，進(jìn)行威布爾曲線擬合之后，得到擬合方程式(4)為"/)-14卯.73,expH^^)0.6813)(16)其中丄。=1490.73cd/附2，m=0.6813，？;=97.6965，擬合曲線如圖1所示。根據(jù)擬合曲線方程計(jì)算的亮度和各測試點(diǎn)的亮度誤差見表1，其相對誤差最小值為0.08%，平均值為2.55%，誤差較小。結(jié)合方法步驟4所述方法，一般的真空熒光顯示器失效標(biāo)準(zhǔn)為真空熒光顯示器的亮度低于210.00oZ/m2時(shí)就認(rèn)為失效，即有/:=210.000///2。因此，將r=1087.85《、7;=923.15尺、〃的估計(jì)〈直(艮卩"=3.1736xl04)、Z。=1490.73W/m2、附=0.6813、//=97.6965、丄*=210.00c^/附M戈入式(14)，可計(jì)算出VFD的正常工作應(yīng)力下的平均壽命為&=4.7779x10、。結(jié)合設(shè)計(jì)之初始亮度的確定所述方法，假設(shè)客戶所要求真空熒光顯示器具有三萬小時(shí)的壽命，即有//。=30000.006，并將r=1087.85《、r0=923.15X、/=3.1736xl04、丄*=210.00a//附2、m=0.6813、"-97.6965{戈入式(15),可推算出初始亮度為Z。=875.2180o//附2。權(quán)利要求1、一種基于亮度衰減擬合預(yù)測真空熒光顯示器壽命的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟1)采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)n個試驗(yàn)樣品在加速溫度應(yīng)力T條件下，其ti(i＝1，2，...，N)時(shí)刻的亮度為Lk(ti)(k＝1，2，...，n)，則ti時(shí)刻n個試驗(yàn)樣品的平均亮度為id="icf0001"file="A2009101952060002C1.tif"wi="35"he="9"top="73"left="21"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>由此可得到n個試驗(yàn)樣品的平均亮度數(shù)據(jù)(ti，<overscore>L(ti)</overscore>)(i＝1，2，...，N)；2)用威布爾分布來描述真空熒光顯示器的亮度衰減真空熒光顯示器的亮度衰減公式可由威布爾函數(shù)來表示id="icf0002"file="A2009101952060002C2.tif"wi="38"he="9"top="112"left="99"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>式中L0為產(chǎn)品的初始亮度，L(t)為產(chǎn)品在t時(shí)刻的平均亮度，m為形狀參數(shù)，η為尺度參數(shù)；3)采用最小二乘法對步驟2)中形狀參數(shù)m和尺度參數(shù)η進(jìn)行參數(shù)估計(jì)；4)真空熒光顯示器平均壽命的計(jì)算真空熒光顯示器在正常應(yīng)力T0下的平均壽命μ0為μ0＝τ·μ，其中τ為真空熒光顯示器在加速應(yīng)力T相對于正常溫度應(yīng)力T0下的壽命加速系數(shù)id="icf0003"file="A2009101952060002C3.tif"wi="35"he="10"top="172"left="92"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>根據(jù)步驟2)中的真空熒光顯示器的亮度衰減公式，可得真空熒光顯示器在加速溫度應(yīng)力T條件下的平均壽命id="icf0004"file="A2009101952060002C4.tif"wi="43"he="11"top="199"left="41"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>其中L*為失效標(biāo)準(zhǔn)亮度，可得真空熒光顯示器在正常工作應(yīng)力T0下的平均壽命為id="icf0005"file="A2009101952060002C5.tif"wi="58"he="11"top="215"left="102"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于亮度衰減擬合預(yù)測真空熒光顯示器壽命的方法，其特征在于，所述形狀參數(shù)/n和尺度參數(shù);7進(jìn)行參數(shù)估計(jì)對步驟2)中真空熒光顯示器的亮度衰減公式取兩次對數(shù)得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>令"lnln(1)、;c=liu、a=m、6附ln;/，f導(dǎo)至U線'性關(guān)系式；+&AW//。(ltu,，lnlti(;))-Oc,，x)(!'=1,2，…,W)，根據(jù)最小二乘法原理，可得'、八/V、6=Zy,/#—".J^/tV，代入"-附、Z>=—mln;;中便w一》,2-(2>,)2/iV可計(jì)算出的形狀參數(shù)m和尺度參數(shù)全文摘要本發(fā)明涉及一種基于亮度衰減擬合預(yù)測真空熒光顯示器壽命的方法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到n個試驗(yàn)樣品的平均亮度數(shù)據(jù)，應(yīng)用威布爾函數(shù)來描述真空熒光顯示器的亮度衰減，并采用最小二乘法對其進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，從而達(dá)到計(jì)算出真空熒光顯示器在加速溫度應(yīng)力T條件下的平均壽命μ，代入在正常應(yīng)力T₀下的平均壽命公式中，預(yù)測出真空熒光顯示器壽命，此方法對真空熒光顯示器的壽命預(yù)測和初始亮度設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。文檔編號G01M11/00GK101666705SQ20091019520公開日2010年3月10日申請日期2009年9月7日優(yōu)先權(quán)日2009年9月7日發(fā)明者張建平申請人:上海電力學(xué)院