目前，各（gè）工程師在（zài）製定標準，執行標準時對於溫（wēn）度變化類的試驗有很多不同的見解，且此類試驗名稱過多，導致實際應用中出現了一些（xiē）不恰當的使（shǐ）用方（fāng）法。本文特對（duì）溫度變化類試驗進行解（jiě）讀，一（yī）方麵對各類試驗項（xiàng）目進行（háng）分析（xī），另一方麵推薦使（shǐ）用（yòng）合適的標準（zhǔn）項目（mù），以（yǐ）供各工程師（shī）參考（kǎo）使用（yòng）。
     溫度變化類試驗（yàn）項目（mù）有眾（zhòng）多名稱：溫度變化、溫度循環、溫度交變、快速溫變、溫度衝擊、冷熱衝擊、溫度梯度、分級溫度等名稱。且不同體係（xì）的標準中應用的試驗方法是不同的，如何區分這些試驗項目，如何選擇試驗項目，這需要對各（gè）類型試驗的來（lái）源以（yǐ）及其區別（bié）進行分（fèn）析。
    本文針對的試驗項目是溫度變化類的，對於（yú）濕熱類，溫濕（shī）度循環等試驗項目後（hòu）續再以專題敘述。

    1、溫度變化試（shì）驗

    1.1 來源
    各類（lèi）標準中的溫度變化（huà）試驗均來源於IEC 60068-2-14 試驗（yàn）方法N：溫度變（biàn）化中的Nb。在特定溫度變率之溫度變化（huà）試驗。
    1.2 定義
    溫度變化試驗（yàn），為設置一定的（de）溫度變化速（sù）率進行高溫與低溫之間的（de）轉變。故在實際應（yīng）用（yòng）中有兩類：一類為（wéi）慢速的溫（wēn）度（dù）變化試驗，其溫度變化速率<3℃/min（一般（bān）各標準經常選擇參數為1℃/min），也既一般應用中的溫度變化、溫度（dù）循環、溫度交變試驗（此三類為一種試驗） ;另一類（lèi）為快速的溫度變化試驗，其溫度變化速率>3℃/min （一（yī）般各標準經常選擇參數為3℃/min、4℃/min、 5℃/min、 7℃/min、 10℃/min） ，也既-般（bān）應用中的快速溫變試驗。溫（wēn）度變化速率（lǜ）越快，考核越嚴酷。
    1.3 目的及應用範圍（wéi）
    本試驗適（shì）用於組件、裝備或其它產品。為產（chǎn）品模擬帶電工（gōng）作時隨溫度的變化，如在係統：/組件工作時快速改變（biàn）周圍溫度（dù）。如果係統組件（jiàn）處在熱浸（jìn）透溫度（例如安裝在發動機上的係，統/組件），高溫階段附加的短暫溫度峰值要確保產（chǎn）品在這期間的基本功能。為避免係統（tǒng）組件內的電熱擴（kuò）散抑製係統（tǒng）組件達到低溫的效果，故在降溫階（jiē）段將產品關閉。失效模式為溫度（dù）變化引（yǐn）起的電氣故障。
    注：本試驗不是（shì）壽命試驗。
    1.4 試驗方法及參（cān）數
    1.4.1 溫度變化試驗：
    各類標準中（zhōng）建議采用ISO 16750-4 5.3.1 溫度變化試驗，具體試驗程序見圖1及（jí）圖2，圖1應用於（yú）非發（fā）動機艙產品，圖（tú）2應用於發動機艙中零部件（jiàn），因為其具（jù）有（yǒu）發動（dòng）機熄火後的餘熱考核，故在溫度變化中加入了極限（xiàn）高溫貯存的考核。

    TOB：高溫極限工作溫度

    TUB：低溫極（jí）限工作溫度

    工作類別3.2：使用13.5V帶電工作

    1.4.2 快速溫變（biàn）試驗：

    目前發現部分企業標準中有此類（lèi）項目（mù），如GM3172 ，其（qí）具體試驗方法（fǎ）參加圖（tú）3，此類（lèi）試驗屬於加速壽命試驗方（fāng）法，故一般不推薦（jiàn）應（yīng）用於認證（zhèng）試驗中。

    1.5 差異及應用分析
    以（yǐ）上的兩項試驗，推薦使用ISO16750-4 5.3.1 溫度變化試驗，由於（yú）其更能貼合日常中產品的使用情況，快速溫變試驗（yàn）適用於壽命加速試驗，其具體的加速（sù）因子及方（fāng）法，後續專（zhuān）稿論（lùn）述。
    1.6 重（chóng）要參數解（jiě）析

    溫度變化（huà）試驗的特點：產品在試驗中工作、溫（wēn）度變化（huà）的速率一（yī）定、循環數一般設（shè）置（zhì）30個循環以（yǐ）內、極限溫度值（zhí）（ 因此項試驗為工作+存儲類試驗，故其極限值根據產（chǎn）品使用情況不同（tóng）有兩種方案供選擇，具體看參見圖1，圖2） ;此為產品性能考核試驗（非壽命（mìng）試驗）。附表為一外部公司的推薦參數，以（yǐ）供大（dà）家（jiā）參考。

    從圖（tú）4和圖5可以看（kàn）出，結構比較簡單（dān）的（de）元器（qì）件和含（hán）元器件、零部件較少的整機，一般選擇5次循（xún）環就可以了。結（jié）構比較複雜（zá），所用元器件、零部件較多（duō）的（de）整機選擇10 次循環就可以將絕大部分故障原因暴露出來。為了設備、整機和儀器可靠性更高，有時（shí）也可能選擇20到30次循環。

    2、冷熱衝擊試驗

    2.1來源
    各類標準中的冷熱衝擊試（shì）驗均來源於（yú）IEC 60068-2-14 試驗方法N：溫度（dù）變化中（zhōng）的Na。在特定時間內快速溫度變化（huà）試驗（yàn）。
    2.2 定（dìng）義
    在特定時間內進行（háng）快速（sù）溫度變化，轉換時間一般設定為手動2~3分（fèn）鍾，自動少於30秒，小試件則（zé）少於10秒。常用術語中的（de）溫度衝擊試驗也（yě）屬於冷熱衝擊試驗。
    2.3  目的（de）及應用範圍
    這是一個加速試驗（yàn），模擬車輛（liàng）中大（dà）量的慢溫（wēn）度循環。對（duì）應實際車輛溫度循環，用（yòng）較快的溫度（dù）變化率及更寬的溫（wēn）度變化範圍（wéi），加速是可行的。失效模式為因老化和（hé）不同的溫度膨脹係數導致的材料裂化或密封失效。本（běn）試驗將導致機械缺陷（裂縫），不要求帶（dài）電工作。
    2.4試驗方（fāng）法及（jí）參數
    2.4.1  冷熱衝擊試驗（yàn）（氣體） ：

    有兩種實現（xiàn）方式，一種為手動轉換（huàn），將產品在高溫箱和低溫箱之間（jiān）進行轉換;另（lìng）一種為冷熱衝擊（jī）試驗箱，通過開（kāi）關冷熱室的循環風門（mén）或其它（tā）類似手段（duàn）實現溫度轉換。其（qí）中溫度上限、溫（wēn）度下限（xiàn）為產品（pǐn）的存儲極限溫度值。具體（tǐ）方法參見圖6。

    2.4.1冷熱衝擊試驗 （液（yè）體） ：
    此試（shì）驗（yàn）來源於IEC 60068-2-14 試驗方（fāng）法N：溫度變化中的Ne。實現方式為吊籃（lán）式（shì），將（jiāng）產（chǎn）品（pǐn）放置在吊籃（lán）中按照要求浸入不同（tóng）的溫度液體中。則適用於玻璃-金屬密封及類似產品，因此（cǐ）電器產品中不予考核該項目（mù）。
    2.5差異及（jí）應（yīng）用（yòng） 分析（xī）
    以上兩項試驗項目（mù）中，推薦使用IEC 60068-2-14 ，Na進行試驗。此試驗項目屬於加速考核產品的試驗，IEC 60068-2-14， Na以及ISO 16750-4 
    5.3.2 冷熱衝擊試驗中推薦的循環數為5，實際應用中過少，推薦使用表3參數（shù）。
    在此闡明一下IEC 60068-2-14、ISO 16750-4、MIL-STD-810F 及GJB150中（zhōng）對於冷熱衝擊的要求循環數都為5個循環以內，其（qí）原因是該三類標準對此試驗的（de）定義（yì）為：確定裝備能否經受其周（zhōu）圍大氣溫（wēn）度的急劇變化，而不產生物理損壞或性能下降。模擬的情況為：產品的航空運輸、航空下投以及其它產品從不同溫度（dù）區（qū）域轉移的情況。故如為考核此類情況，其試驗執（zhí）行為樣品存（cún）儲類試驗，試驗中產品（pǐn）不工作，產品（pǐn）的（de）溫度仲擊次數以產品實際會使用到的次數為準，此類試驗項目屬於產品可靠性（xìng）的一種。
    由上分析可知，對於（yú）我們汽車類產品，執行此標準時，因為我們考核的模擬情況不一樣，故參數需要進行變動，主要變動參數為：循（xún）環數增加（因（yīn）應用到汽車電器產品中（zhōng）為加速老化試驗，故其循環數一般超過100）。
    2.6 重要參數解析

    此試驗有幾個重要參數需要考慮：循環數、溫度轉換（huàn）時（shí）間、溫度保持時（shí）間、溫度極限值（因此項試驗為存儲類試驗，故其極限值為存儲極限溫度值）。參考參數設置如表3所示，具體的循環數來源為加速（sù）模（mó）型計算出來的-個經驗數值（zhí），暫不在此文詳述。

    3、溫度梯度試驗（yàn）

    3.1 來源
    各類標準中的溫度梯度試驗均來源於ISO16750-4中5.2溫度梯度試驗。
    3.2定義
    依照一定的速率改變溫度，一般取5℃/min，在溫度（dù）穩定時進行功能檢測。常用術語中（zhōng）的分級溫度試（shì）驗也屬於溫度梯度試驗。
    3.3  目的及應用範圍
    用於檢查（chá）機械和電氣裝置在工作溫度（dù）小的局部範圍可能出（chū）現的（de）故障。
    3.4試驗（yàn）方法及參數

    將（jiāng）產品安放（fàng）在溫度箱中，以5℃/min溫（wēn）度梯度（dù）從20 ℃降（jiàng）到Tmin（低溫極限工（gōng）作溫度），然後以5℃/min溫（wēn）度梯度從Tmin升到Trmax （高溫極限工作溫度） ，每步 都要等到（dào）產品達到（dào）新的溫度。每當產 品到達新的溫度，按產品的工作電壓及小工作電壓對產品的工作模式進行功能（néng）試驗。在調溫過程中將產品關閉。在Tmin和Tmax間的每個溫度點，產品應保持正（zhèng）常功能，即（jí）功能狀態應符合試驗中及試驗後都（dōu）正常工作。循環數一般設置為5個，此為產品（pǐn）性能考核項目（mù）。具體執行方法參加圖7。

    3.5差異及應用 分（fèn）析
    此項試驗實際應用中，可以使用（yòng）溫度變化進行（háng）替（tì）代，溫度變化與其的區別很小：高溫工作極（jí）限溫度、低溫工作極限溫度、試驗中（zhōng）產品帶電工作、溫度變化速率等重要參數都相近，區別為溫度變化試驗中有高溫餘熱存儲溫度極限考（kǎo）核，而溫度梯度試驗僅為工作極（jí）限溫度考（kǎo）核，故（gù）溫度變化（huà）試驗（yàn）實際已經包括（kuò）了溫度梯度的效（xiào）果，建議取消此類試驗項目的測試。
    3.6 重要參數解析
    此試驗（yàn）有幾個重要參數需要考慮：極限溫度（因此項（xiàng）試驗為工作類試驗，故其極限值為產品工作極限（xiàn）溫度值）、 溫度變化速率、循環數。
    4、設備要求
    4.1 風速要求
    各類溫度變化（huà）類試驗標準中都對溫度變（biàn）化試驗箱內的風速有要求，均要求小於等於2m/S。這一要求是要確（què）保受試（shì）產品在（zài）試驗中不會因（yīn）受到過高的氣流作（zuò）用，產生與實際使用中差異過大的熱傳導。試驗箱內有-一定風速有利於箱（xiāng）內溫度快速均勻，而風速過大（dà）則會導致受試產品受風麵熱交換大於（yú）背麵而在產品（pǐn）內部產生不符合實際（jì）的熱傳導現象。
    4.2濕度要求
    MIL-STD-810F中對濕度未作要求，這是基於（yú）使用-般（bān）材料製成的產品，進行溫度衝擊試驗時（shí）濕度對其影響不顯著的認識。810F中特別指（zhǐ）出，進行多孔滲水材料（如纖維材料）試驗時，因濕氣易滲入產品，在低溫下結冰後膨脹會導致材料損壞，建議試驗時考慮控製控製試驗箱的濕度。一（yī）般要求箱內（nèi）濕度小於或等於20 g/m
    4.3對試驗箱空2氣溫度（dù）恢複時間的要求
    GJB150.5 （同MIL-STD-810 ℃/D） 和GB2423.22 （同IEC 60068-2-14 對這- -要（yào）求規（guī）定相（xiàng）同，均是（shì）小於等於試驗時間（指產品達到溫度穩定的時間）的10%，而810F則明確小於等於5 min提出這一要求的目（mù）的在於要求試驗箱有較（jiào）大的（de）熱沉以確保受試產（chǎn）品真正經受溫度突然衝擊的環境。
    4.4  對箱（xiāng）壁溫度與試驗（yàn）溫度的差值要求
各類標準中還規定了箱壁溫度與試驗溫度的差值要求，這是為了避免因二者（zhě）之間溫差太大（dà）而造成過大（dà）的輻射加熱效應，從而使受試產品產生溫度不均勻。一般規（guī）定：≤3%（高溫）、≤8% （低溫）。
    由以上分析可知各溫度變化類試驗項目的區別及來源，以及對試驗設備的要求。在實際應用中推薦大家使用溫度變化試驗項（xiàng）目（ISO 16750-4 5.3.1 溫度變（biàn）化試驗）和冷熱衝擊試驗（ISO 16750-4 5.3.2 泠熱衝（chōng）擊試驗，試驗循環數推薦（jiàn）使用見表3）。