试论机电设备测试验证的方法及其措施

试论机电设备测试验证的方法及其措施

张立全

深圳市水务工程检测有限公司 518000

摘要：在信息技术不断发展的今天，尤其是在集成电力与计算机技术被用于电子设备后，让电子设备的性能得到了显著提升，不过也导致了系统更为复杂，进行机电设备的测试也更为困难，需要分析优化机电设备测试方法。当前的水利机电设备测试性验证方法偏少，所以需要提出操作步骤，根据故障影响相对比值样本分配方案，让试验结果的准确性大大提升，并且在操作的过程中不得对任何设备破坏，最终对串联型机电设备进行测试性验证，得到相关数据表。基于此，本文从机电设备的测试性验证流程入手，讨论机电设备测试性验证关键技术，最后分析机电设备测试性验证方法改进方法，希望为相关领域研究带来帮助。

关键词：机电设备；测试验证；方法

在广义的角度讲，机电设备是机械装置与电子设计软件的总称，机电设备有着强大的功能，并且应用范围广，其中在民用领域、军工领域起到了积极作用。我国的计算机技术、微电子技术与自动控制理论都在发展与完善，而水利机电设备也更加复杂，导致机电设备的故障诊断难度加大，需要加强先进技术与水利机电设备测试研究的结合。测试验证主要使用故障注入试验与自然故障统计方法，需要结合实际情况进行选择，以下进行相关分析。

一、机电设备的测试性验证流程

在机电设备的测试中，主要是为了及时和准确的分析机电设备性能与运行状态，之后进行故障内部隔离的一种设计方法。通过研究发现，测试工作在提升装备故障检测和隔离效果上具有积极意义。主要环节包括：其一分配和选取故障样本；其二注入故障演示试验；其三，接收或者拒收依据。由于自然故障统计方法难以及时测试性验证装备，并且具有滞后性，因此当前主要是使用故障注入试验方法，要点如下：

其一，结合机电设备的测试性设计要求对技术资料进行分析并明确该产品有哪些验证要求，当前的测试性验证主要包括故障检测率、虚警率、故障隔离率等参数，其中虚警率可以同时用于可靠性验证，其它两个参数验证是主要的验证对象。故障检测率就是在规定条件下利用定制的测试方案以及测试设备分析出现故障的数量与总体数量比值，而故障隔离率就是借助规定的方法进行检测，要求规定模糊度的故障数目和正确检测故障数量之比大于故障正确隔离的数量之和[1]。

其二，在确定测试方法中需要根据可靠性验证试验与性能测试，尽管测试性脱离了维修性，不过其中的部分内容依旧需要通过维修性与可靠性试验，进行样本的选择与分配过程中需要对危害性与故障模式带来的影响进行分析，进而对上述三个测试数据加以利用，使得测试的高质量大大降低。一般在测验性的验证中利用二项分布法、超几何分布法、正态分布法、多项分布法，其中二项分布法的优势在于验证之后无需计算，用于成败型测试中效果明显，结果准确[2]。

其三，制定验证计划。在验证计划的实施过程中需要对验证项目确定，明确工作小组人员，最终确定项目进展。在测试试验的技术准备工作中需要进行样机准备，然后确定样本与分配的方法，之后合理进行故障模式与注入方法的确定，最后制作出测试性验证数据表对注入后的试验数据进行记录。

其四，验证与审核结果。随着测试结果达到了测试要求生成机电设备的测试报告，对测试的结果存在异议可以进行改进，直到让测试结果满意[3]。

二、机电设备测试性验证关键技术

（一）样本的分配和选择

故障样本的采集是在被测试对象的故障模式集合中选择一些可以代表被测试对象的故障模式集合。当前的测试性验证样本分配与选择方法都基于可靠性理论与维修性理论，不过在测试性验证中依旧有缺陷，其一是样本缺陷。在可靠性验证中根据故障率进行样本分配，不过测试性验证更加关注产品覆盖率，如果只是进行故障率的方案实施不能保证可信度；其二是样本选择问题。在最近的标准中根据故障分配率进行随即抽样，这种方法可以体现出样品的整体特点，结合统计学的抽样理论让选择的样本具有代表性。在实际处理中需要结合故障影响相对比值的样本处理方法，其中故障影响相对比值与模块单元的故障相对发生频率、故障扩散强度、故障危害度相对比值、故障模式数相对比值的综合加权值有关[4]。

（二）故障注入方法

机电设备的测试验证包括了自然故障统计方法与故障注入试验方法，其中自然故障统计方法是对产品在试用中出现的自然故障进行直接统计、故障检测和隔离信息，进而分析产品的测试结果是否达到规定要求；故障注入试验方法就是在研制的机电设备试验样中结合数量故障模式，之后通过测试性的设计规定与辅助测试方法进行故障检测和隔离，在结合结果评估产品的测试性水平，最后分析是否达到了规定要求。

此外，结合不同的使用要求将故障注入方法分成软件模拟方法与物理模拟方法，其中软件模拟方法需要建立数学模型，不过可信度偏低，并且实施过程中操作难度大，而物理模拟方法更有优势，结合机电设备的内部故障并且通过器件的管脚故障类型表示。在串联型的机电设备中如果不能直接模拟故障需要借助后驱动技术，这种技术在故障注入的过程中是在管脚中注入故障模拟器，之后深入或者加大电流，让被测器件输入级的电位结合要求出现变化，进而对被测器件起到作用

[5]。

三、机电设备测试性验证方法的改进

机电设备测试性验证问题较多，主要问题集中于故障注入方法选择和祥本选取。因此，在机电设备测试性验证前要做好各项准备工作，一方面要保证网速快、网络环境安全；另一方面，为了提供准确可靠的验证数据要准备好充足的硬件设备，此外要选择最科学的机电设备测试性验证方法。在模拟过程中实现机电设备融合模拟环节，并且达到相关标准要求。在安全可靠的环境下运作设备，保证机电设备测试性验证系统满足方案设计与达到具备方案设计要求，在应用模拟方法前还要掌握系统基本内容，最后确定设备性能验证目标。

四、案例分析

湖北省洪湖东分块蓄滞洪区蓄洪工程机电项目蓄洪区总面积877.49平方公里，设计蓄洪水位30.48米，现进行机电设备检测，主要检测项目如下：其一，主机组。主要测试装置效率、流量、功率、扬程、振动、噪音、温度、励磁装置，

根据规范要求测定主机组运行时的主要水力、电气参数和各部位温度，通过现场测试验证水泵和装置能否达到设计要求；其二，主电机。主要测试绕组的绝缘电阻和吸收比，进行定子绕组的泄漏电流和直流耐压试验，测试定子绕组交流耐压，进行同步电动机转子绕组的交流耐压等相关试验；其三，电气设备。进行交接试验以及电气设备继电保护整定及校核；其四，泵站装置效率测试。流量测量是本次检测难点，经方案比较后并且结合实际情况选择流速仪法。考虑泵站进水流道测流断面尺寸，进水流道被中间隔墩分层两个测流断面，所以需要制作两个完全相同的专用测流支架，流速仪布置采用国际标准（ISO）推荐的“对数－线性” 法分别布置旋浆式流速仪，先测得通过水泵流道测流断面上的一组特征点的流速，再计算过流断面的流量，也就是水泵机组的实测工况下的流量。流速仪信号等采集采用多功能水电机组效率测试仪和笔记本电脑测量与记录，每个测程记录1次，每次记录2分钟。在测量流量的同时测出水泵进、出水水位（压力）、输入功率等参数，在检测过程中发现对水利机电设备测试性能的验证影响因素较多，关键在于样本的选择和故障注入方法，为了让水利机电设备测试验证具有良好效果，在测试之前需要做好各项准备工作。在验证的过程中也会受到硬件与网速的影响，所以在测试之前要分析基础数据是否可靠、硬件设备的准备情况、软件测试环境以及网络通畅条件。此外，需要科学选择验证方法，在模拟的过程中需要让目标尽量贴近水利机电设备的工作环境，并且达到有关标准的要求。确保环境安全可靠的情况下才能开展验证工作，并且需要分析水利设备运行的方案和设计相关内容是否相符，原因如下：其一，在测试之前确认操作环境；其二，选择的测试方案需要在测试系统能力基础上进行；其三，全面掌握测试系统的要求与测试的侧重点[6]。

结束语：

综上所述，机电工程技术在验证设备过程中为了提升测试结果的准确性与故障检测和隔离能力，需要进行测试性工作的开展。当前对测试性的研究较少，对机电设备的评价研究不多，需要设计出科学的测试性验证技术，对机电设备的测试验证方法提出改进措施，最终提升机电设备的测试结果准确性，希望对相关研究带来指导。

参考文献：

[1]景秀峰.机电工程技术在汽车验证设备中的应用及分析[J].汽车测试报告，2021，18(22):56-57.

[2]蒋婷.浅谈变电站公用二次设备定检时测试告警信号的管理方法[J].机电信息，2020，11(35):51-52.

[3]张健，周霞，刘旭.机械钻机电代油节能减排效果测试方法研究[J].钻采工艺，2020，43(5):82-83，109.

[4]刘德军，牟浩文，林淡.机电设备镀通孔失效预警检测电路设计与仿真[J].科技成果管理与研究，2019，14(11):42-45.

[5]龚中良，金可.电动缸传输效率测试系统的设计与试验研究[J].机械设计与制造，2020，11(8):300-303.

[6]梁承权.电子器件测试设备信息远程监控方法仿真[J].计算机仿真，2019，36(7):134-138.