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環(huán)境測試 產品在使用過程中,有不同的使用環(huán)境(有些安裝在室外、有些隨身攜帶、有些裝有船上等等),會受到不同環(huán)境的應力(有些受到風吹雨濕、有些受到振動與跌落、有些受到鹽霧蝕侵等等);為了確認產品能在這些環(huán)境下正常工作,國標、行標都要求產品在環(huán)境方法模擬一些測試項目,這些測試項目包括:
1、高溫測試(高溫運行、高溫貯存);
2、低溫測試(低溫運行、低溫貯存);
3、高低溫交變測試(溫度循環(huán)測試、熱沖擊測試);
4、高溫高濕測試(濕熱貯存、濕熱循環(huán));
5、機械振動測試(隨機振動測試、掃頻振動測試);
6、汽車運輸測試(模擬運輸測試、碰撞測試);
7、機械沖擊測試;
8、開關電測試;
9、電源拉偏測試;
10、冷啟動測試;
11、鹽霧測試;(賽思鹽霧試驗箱)
12、淋雨測試; (賽思淋雨試驗箱)
13、塵砂測試;(賽思砂塵試驗箱)
上述環(huán)境試驗的相關國家標準如下(部分試驗可能沒有相關國標,或者是還沒有找到):
1、低溫試驗 按GB/T2423.1—89《電工電子產品環(huán)境試驗第二部分:試驗方法低溫試驗》;
GB/T2423.22—87《電工電子產品環(huán)境試驗第二部分:試驗方法溫度變化試驗方法》 進行低溫試驗及溫度變化試驗。溫度范圍:-70℃~10℃。
2、高溫試驗 按GB/T2423.2—89《電工電子產品環(huán)境試驗第二部分:試驗方法高溫試驗》;沖擊試驗箱
GB/T2423.22—87《電工電子產品環(huán)境試驗第二部分:試驗方法溫度變化試驗方法》 進行高溫試驗及溫度變化試驗。 溫度范圍:10℃~210℃
3、濕熱試驗 按GB/T2423.3—93《電工電子產品環(huán)境試驗第二部分:試驗方法恒定濕熱試驗》;
GB/T2423.4—93《電工電子產品環(huán)境試驗第二部分:試驗方法交變濕熱試驗》 進行恒定濕熱試驗及交變濕熱試驗。 濕度范圍:30%RH~100%RH 4、霉菌試驗
按GB/T2423.16—90《電工電子產品環(huán)境試驗第二部分:試驗方法長霉試驗》進行霉菌試驗。
5、鹽霧試驗 按GB/T2423.17—93《電工電子產品環(huán)境試驗第二部分:試驗方法鹽霧試驗》進行鹽霧試驗。
6、低氣壓試驗 按GB/T2423.21—92《電工電子產品環(huán)境試驗第二部分:試驗方法低氣壓試驗》; GB/T2423.25—92《電工電子產品環(huán)境試驗第二部分:試驗方法低溫/低氣壓試驗》;
GB/T2423.26—92《電工電子產品環(huán)境試驗第二部分:試驗方法高溫/低氣壓試驗》; 進行低氣壓試驗,高、低溫/低氣壓試驗。試驗范圍:-70℃~100℃0~760mmHg20%~95%RH。步入式試驗室
7、振動試驗 按GB/T2423.10—95《電工電子產品環(huán)境試驗第二部分:試驗方法振動試驗》進行振動試驗。 頻率范圍(機械振動臺):5~60Hz(定頻振動5~80Hz),zui大位移振幅3.5mm(滿載)。頻率范圍(電磁振動臺):5~3000Hz,zui大位移25mmP-P。
8、沖擊試驗 按GB/T2423.5—95《電工電子產品環(huán)境試驗第二部分:試驗方法沖擊試驗》進行沖擊試驗。沖擊加速度范圍:(50~1500)m/s2。
9、碰撞試驗 按GB/T2423.6—95《電工電子產品環(huán)境試驗第二部分:試驗方法碰撞試驗》進行碰撞試驗。
10、跌落試驗 按GB/T2423.7—95《電工電子產品環(huán)境試驗第二部分:試驗方法傾跌與翻到試驗》; GB/T2423.8—95《電工電子產品環(huán)境試驗第二部分:試驗方法自由跌落試驗》進行跌落試驗。
說明:上面13項比較全面地概括了產品在實現使用過程中碰到的外界環(huán)境;實際測試時,因為各產品本身屬性的相差較遠、使用環(huán)境相差也很大,各公司可以根據產品的特點,適當選取、增加一些項目來測試(此產品對應的國/行標中要求的必測試項目,當然是必須測試的);也可以根據產品特定的使用環(huán)境與使用方法,自行設計一些新測試項目,賽思檢測設備有限公司以驗證產品是否能長期工作。
測試條件:不同的產品測試條件不一樣;就拿高溫測試來說,有些產品要求做高溫貯存測試,有些要求做高溫運行測試,有些產品的高溫用85℃做測試,有些產品的高溫是用65℃做測試。但是,宗旨只有一個,那就是至少滿足國/行標。要測試一種產品的可靠性,找到這種產品的國/行標是必需的,按照國/行標的要求和指引找出必須的測試項目與各項目的測試方法,從而進行環(huán)境測試;同一種產品,在不同的階段,測試條件也不一樣;一般而言,產品會經過研發(fā)、小批量試產、批量生產三個不同的階段。在研發(fā)階段,測試條件zui嚴(應力zui大)、測試延續(xù)的時候zui短;小批量試產階段,測試應力適中、測試時間適中;批量生產階段,測試應力zui小、測試時間較短;三個階段的主要差別見下表:
階段實驗目的實驗特點實驗要求 研發(fā)發(fā)現設計缺陷,擴大設計余量高應力、短時間* 中試考察產品是否達到基本的可靠性水平中應力、中長時間無明顯故障 批量生產生產工藝條件的穩(wěn)定性低應力、短時間有條件的允許故障發(fā)生 鑒定鑒定產品的可靠性、計算產品的MTBF低應力、長時間無特別要求 加速環(huán)境試驗技術 傳統的環(huán)境試驗是基于真實環(huán)境模擬的試驗方法,稱為環(huán)境模擬試驗。這種試驗方法的特點是:模擬真實環(huán)境,加上設計裕度,確保試驗過關。其缺陷在于試驗的效率不高,并且試驗的資源耗費巨大。
加速環(huán)境試驗AET(AcceleratedEnvironmentalTesting)是一項新興的可靠性試驗技術。該技術突破了傳統可靠性試驗的技術思路,將激發(fā)的試驗機制引入到可靠性試驗,可以大大縮短試驗時間,提高試驗效率,降低試驗耗損。加速環(huán)境試驗技術領域的研究與應用推廣對可靠性工程的發(fā)展具有重要的現實意義。
加速環(huán)境試驗? 激發(fā)試驗(Stimulation)通過施加激發(fā)應力、環(huán)境快速檢測來清除產品的潛在缺陷。試驗所施加的應力并不模擬真實環(huán)境,而以提高激發(fā)效率為目標。
加速環(huán)境試驗是一種激發(fā)試驗,它通過強化的應力環(huán)境來進行可靠性試驗。加速環(huán)境試驗的加速水平通常用加速因子來表示。加速因子定義為設備在自然服役環(huán)境下的壽命與在加速環(huán)境下的壽命之比。
施加的應力可以是溫度、振動、壓力和濕度(即所謂“四綜合”)及其它應力,應力的組合亦是有些場合更為有效的激發(fā)方式。高溫變率的溫度循環(huán)和寬帶隨機振動是*zui有效的激發(fā)應力形式。
加速環(huán)境試驗有2種基本類型:加速壽命試驗(AcceleratedLifeTesting)、可靠性強化試驗(ReliabilityEnhancementTesting)。
可靠性強化試驗(RET)用以暴露與產品設計有關的早期失效故障,但同時,也用于確定產品在有效壽命期內抗隨機故障的強度。加速壽命試驗的目的是找出產品是如何發(fā)生、何時發(fā)生、為何發(fā)生磨耗失效的。
下面分別對2種基本類型進行簡單闡述。
1、加速壽命試驗(ALT)
加速壽命試驗只對元器件、材料和工藝方法進行,用于確定元器件、材料及生產工藝的壽命。其目的不是暴露缺陷,而是識別及量化在使用壽命末期導致產品損耗的失效及其失效機理。有時產品的壽命很長,為了給出產品的壽命期,加速壽命試驗必須進行足夠長的時間。
加速壽命試驗是基于如下假設:即受試品在短時間、高應力作用下表現出的特性與產品在長時間、低應力作用下表現出來的特性是一致的。為了縮短試驗時間,采用加速應力,即所謂高加速壽命試驗(HALT)。
加速壽命試驗提供了產品預期磨損機理的有價值數據,這在當今的市場上是很關鍵的,因為越來越多的消費者對其購買的產品提出了使用壽命要求。估計使用壽命僅僅是加速壽命試驗的用處之一。它能使設計者和生產者對產品有更全面的了解,識別出關鍵的元器件、材料和工藝,并根據需要進行改進及控制。另外試驗得出的數據使生產廠商和消費者對產品有充分的信心。 加速壽命試驗的對象是抽樣產品。
2、可靠性強化試驗(RET)
可靠性強化試驗有許多名稱和形式,如步進應力試驗、應力壽命試驗(STRIEF)、高加速壽命試驗(HALT)等。RET的目的是通過系統地施加逐漸增大的環(huán)境應力和工作應力,來激發(fā)故障和暴露設計中的薄弱環(huán)節(jié),從而評價產品設計的可靠性。因此,RET應該在產品設計和發(fā)展周期中zui初的階段實施,以便于修改設計。
國外可靠性的有關研究人員在80年代初就注意到由于設計潛在缺陷的殘留量較大,給可靠性的提高提供了可觀的空間,另外價格和研制周期問題也是當今市場競爭的焦點。研究證明,RET不失為解決這個問題的方法之一。它獲得的可靠性比傳統的方法高得多,更為重要的是,它在短時間內就可獲得早期可靠性,無須像傳統方法那樣需要長時間的可靠性增長(TAAF),從而降低了成本。