“这个产品需要试验什么？”的问题。通常通过列出熟悉的试验来回答。这种方法很容易导致两个错误：选取与真实环境无关的试验，并忽略最重要的因素。
本文介绍了如何根据实际使用环境选择试验：从产品所在的位置开始，然后转向 IEC 60068 试验列表。
1. 原则：先定环境，再选标准
任何环境试验只有回答了有关使用环境的具体问题时才有意义。所以正确的流程是：
- 描述产品的环境和旅程（生产、库存、运输、安装、使用、维护）。
- 确定每个阶段的关键参与者。
- 在 IEC 60068 中选择相应的试验组。
- 根据环境数据确定严重程度和持续时间。
2. 按使用环境的建议试验矩阵
| 环境/场景 | 主要环境因素 | 建议的试验组 (IEC 60068-2) |
|---|---|---|
| 室内设备，气候温和 | 温度和湿度取决于季节 | 试验 A/B（冷、干热）、试验 Cab/Db（热湿） |
| 室外、非屏蔽设备 | 太阳辐射、降雨、湿度、昼夜温度循环 | 试验 Sa、试验 R/S/T/U、试验 Cab/DB、试验 N |
| 沿海地区、化工厂 | 盐分、腐蚀性气体 | 试验 Ka/Kb、试验 Kc/Kd/Ke |
| 手持和移动设备 | 跌落、撞击、环境温度变化、手湿 | 试验 Ec、试验 Ea、试验 B/A、试验 Db |
| 车辆或建筑机械上的设备 | 持续振动、冲击、安装腔温度 | 试验 Fc/Fh、试验 Ea、试验 A/B/N（符合行业标准） |
| 家用医疗设备 | 室温、湿度、光照、清洗液 | 试验 A/B、试验 XA、试验 Ec（符合医疗行业标准） |
| 货物海运出口，长期储存 | 湿气、盐分、热冲击、堆放 | 试验 Cab/Db、试验 Ka/Kb、试验 N（使用 ISTA 进行包装） |
| 架空设备或航空运输 | 低压、低温 | 试验 M、试验 A（与试验 2-39 组合） |
| 多尘、多沙环境中的设备 | 粉尘侵入、磨损 | 试验 L（如果需要 IP 等级声明，则使用 IEC 60529） |
| 生产中的电路板和组件 | 焊接热、锡须、引脚耐久性 | 试验 T (Ta/Tb/Td)、试验 Xw1、试验 U |
3. 环境档案：必备的六项信息
- 温度：典型的最高值、最低值和变化率值。
- 湿度：高湿度和凝结的平均水平和时期。
- 接触时间：在极端条件下花费的总时间（以小时或周期为单位）。
- 机械代理：运输和工作过程中的振动、冲击和冲击。
- 化学和生物制剂：盐、工业气体、溶剂、粉尘。
- 工作状态：试验时产品是否带电、是否带负载。
如果缺少上述六个项目中的任何一个，试验计划将不得不依赖于假设 — 而假设是争议中最难辩护的部分。
4. 从环境档案到严酷等级
| 严酷等级的确定因素 | 如何解读 |
|---|---|
| 出现频率 | 日常事件与罕见事件需要不同的级别 |
| 持续时间 | 相同温度但不同暴露时间得出不同结论 |
| 失效后果 | 影响安全的失效比仅造成不便的失效需要更严格的严酷等级 |
| 更换和维护能力 | 难以接近的设备需要更严格的要求 |
| 设计的限制 | 如果目的是评估实际使用情况，所选水平不应超过材料的承受能力 |
一个常见的错误是抱着“越严酷越好”的心态来选择尽可能最高的级别。这种方法增加了成本，延长了时间，并且可能对产品做出错误判断：即使在不切实际的水平上进行试验，满足正确使用环境的设备仍然可能“失败”。
5. 定案前的可行性核查
- 设备承受能力：温度范围、湿度、与样品尺寸相比的腔室尺寸以及安装系统。
- 型号：破坏性试验需要多少样品以及保留多少样品用于控制？
- 时间：总室时间、恢复时间、步骤之间的功能试验时间。
- 人力资源及概况：谁监控，谁确认合格判据，数据如何保存。
- 样品接收条件：对于某些试验，在指定条件下试验之前需要稳定样品。
6. 两个简短示例
家用医疗设备：主要因素不是极端温度，而是湿度、清洁溶液和光线影响。试验计划应重点关注湿热、季节性室温、溶剂试验和光粗加工；极端温度部分仅需要足以证明承受运输和储存的能力。
沿海地区户外安装的电子设备：主要因素是太阳辐射、昼夜热循环、盐和湿度。试验计划同时要求 Sa、N、Cab/Db 和 Ka/Kb；如果您仅试验盐雾或仅试验热湿气，您将错过由于热循环与腐蚀相结合而导致的故障机制。
7. 常见错误
- 复制另一个项目的试验计划无需检查使用环境是否相同。
- 只选取容易选取的代理（气候）并忽略困难因素（腐蚀、粉尘、溶剂）。
- 不记录样品的供电状态，使得结果不可重现。
- 跳过运输和库存阶段，虽然这往往是电子产品最艰难的时期。
- 没有预先确定的标准，导致对结果的有利解释。
8. 常见问题
是否需要做每一类试验？
不是。仅试验在产品生命周期中实际发生的适当级别的力。过多的试验会增加成本，但不会增加证明价值。
如果没有实际环境数据，以什么为依据？
可以使用区域气候数据、客户要求或行业标准中的推荐水平。必须清楚地说明来源，以便读者知道该级别来自哪里。
为了“保险”，是否应做高于要求的试验？
仅当目的是评估安全裕度时，且必须明确说明试验超出要求。如果使用此结果来声明“令人满意”，则在其他级别进行试验可能会导致档案与规定的要求不符。
车载设备应使用 IEC 60068 还是汽车行业标准？
通常根据安装位置采用振动、冲击和温度的行业标准；当行业标准引用时，IEC 60068 可用于某些气候试验。
如何确定合理的试验时间？
根据生命周期内的实际总暴露时间，然后根据标准的原则进行换算。如果没有依据，不要选择熟悉的号码。
没有内部专家时，应从何处着手？
从上面描述使用环境的表格和建议试验组的表格来看；然后与实验室讨论以就严重性级别和合格判据达成一致。
9. 结论
选择环境试验是一个正确描述环境的问题，而不是列出标准的问题。一个好的试验计划可以解释：为什么存在此试验、为什么选择该级别以及为什么不需要另一项试验。
要做的三件事：在选择试验之前创建包含六项的环境概况；根据数据而不是习惯选择级别；并在卷宗中明确说明选择水平的依据，以便在受到质疑时可以对结果进行辩护。
参考资料
- IEC 60068-1 — 环境试验：一般规定和指南。
- IEC 60068-2-1、2-2、2-14、2-30、2-78 — 温度和湿度试验。
- IEC 60068-2-6、2-64、2-27、2-31 — 振动、冲击和搬运冲击。
- IEC 60068-2-11、2-52、2-60、2-68 — 腐蚀、混合气体和沙尘。
- IEC 60068-3-8 — 选择振动试验的指南。
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