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温度冲击试验研究(1)

发布时间: 2018-11-27  点击次数: 1014次

目前,各工程师在制定标准,执行标准时对于温度变化类的试验有很多不同的见解,且此类试验名称过多,导致实际应用中出现了一些不恰当的使用方法。本文特对温度变化类试验进行解读,一方面对各类试验项目进行分析,另一方面推荐使用合适的标准项目,以供各工程师参考使用。
温度变化类试验项目有众多名称:温度变化、温度循环、温度交变、快速温变、温度冲击、冷热冲击、温度梯度、分级温度等名称。且不同体系的标准中应用的试验方法是不同的,如何区分这些试验项目,如何选择试验项目,这需要对各类型试验的来源以及其区别进行分析。
本文针对的试验项目是温度变化类的,对于湿热类,温湿度循环等试验项目后续再以专题叙述。
1、温度变化试验
1.1 来源
各类标准中的温度变化试验均来源于IEC 60068-2-14 试验方法N:温度变化中的 Nb 。在特定温度变率之温度变化试验。
1.2  定义
温度变化试验,为设置一定的温度变化速率进行高温与低温之间的转变。故在实际应用中有两类:一类为慢速的温度变化试验,其温度变化速率<3℃/min(一般各标准经常选择参数为1℃/min),也既一般应用中的温度变化、温度循环、温度交变试验(此三类为一种试验);另一类为快速的温度变化试验,其温度变化速率≥3℃/min(一般各标准经常选择参数为3℃/min、4℃/min、5℃/min、7℃/min、10℃/min),也既一般应用中的快速温变试验。温度变化速率越快,考核越严酷。
1.3  目的及应用范围
本试验适用于组件、装备或其它产品。为产品模拟带电工作时随温度的变化,如在系统/组件工作时快速改变周围温度。如果系统/组件处在热浸透温度(例如安装在发动机上的系统/组件),高温阶段附加的短暂温度峰值要确保产品在这期间的基本功能。为避免系统/组件内的电热扩散抑制系统/组件达到低温的效果,故在降温阶段将产品关闭。失效模式为温度变化引起的电气故障。
注:本试验不是寿命试验。
1.4  试验方法及参数
1.4.1  温度变化试验:
各类标准中建议采用ISO 16750-4 5.3.1 温度变化试验,具体试验程序见图1及图2,图1应用于非发动机舱产品,图2应用于发动机舱中零部件,因为其具有发动机熄火后的余热考核,故在温度变化中加入了极限高温贮存的考核。
图1温度变化曲线
TOB:高温极限工作温度
TUB:低温极限工作温度
工作类别3.2: 使用13.5V带电工作
图2 有后续加热的温度变化曲线
TOB:高温极限工作温度
TUB:低温极限工作温度
TNH:发动机熄火后(停车),出现的高环境温度
工作类别3.2: 使用13.5V带电工作
1.4.2  快速温变试验:
目前发现部分企业标准中有此类项目,如GM3172 ,其具体试验方法参加图3,此类试验属于加速寿命试验方法,故一般不推荐应用于认证试验中。
图3快速温变曲线
1.5  差异及应用分析
以上的两项试验,推荐使用ISO 16750-4 5.3.1 温度变化试验,由于其更能贴合日常中产品的使用情况,快速温变试验适用于寿命加速试验,其具体的加速因子及方法,后续专稿论述。
1.6  重要参数解析
温度变化试验的特点:产品在试验中工作、温度变化的速率一定、循环数一般设置30个循环以内、极限温度值(因此项试验为工作+存储类试验,故其极限值根据产品使用情况不同有两种方案供选择,具体看参见图1,图2);此为产品性能考核试验(非寿命试验)。附表为一外部公司的推荐参数,以供大家参考。
表1  产品温度变化试验参数推荐表

循环数

30

低环境温度

Tmin(产品低温工作极限温度)

高环境温度

Tmax(产品高温工作极限温度)

温度变化速率

4℃/min

产品的温度稳定时间(存储时间)

见表2

抽样数量

应用

数量(件)

产品举例

安全类

20

发动机控制器、安全气囊控制器、胎压监视器

操控类

15

雨量传感器、光照传感器、门开关

便携类

10

CD机、娱乐系统

操作状态

 

温度冲击试验箱 技术规格:

型号(CM)

SET-A

SET-B

SET-C

SET-D

SET-G

内部尺寸

40×35×35

50×50×40

60×50×50

70×60×60

80×70×60

外部尺寸

140×165×165

150×190×175

160×190×185

170×240×195

180×260×200

结构

三箱式(预冷箱)(预热箱)(测试箱)

气门装置

强制的空气装置气门

内箱材质

SUS#304不锈钢

外箱材质

冷轧钢板静电喷塑

冷冻系统

机械压缩二元式 复叠制冷方式

转换时间

<10Sec

温度恢复时间

<5min

温度均匀度

≤2℃

温度偏差

±2℃

温度波动度

≤±0.5℃

冷却方式

水冷

驻留时间

30 min

温度范围

预热温度

+60~200℃(40min)

高温冲击

+60~150℃

预冷温度

+20℃~-80℃(70min)

低温冲击

-10℃~-40℃/-55℃/-65℃

传感器

JIS RTD PT100Ω × 3 (白金传感器)

控制器

液晶显示触摸屏PLC控制器

控制方式

靠积分饱和PID,模糊算法 平衡式调温P.I.D + P.W.M + S.S.R

标准配置

附照明玻璃窗口1套、试品架2个、测试引线孔1个

安全保护

漏电、短路、超温、缺水、电机过热、压缩机超压、超载、过电流保护

电源电压

AC380V 50Hz三相四线+接地线

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