I. Mitä tärinäkoe on?
Tärinätestaus on luotettavuuden varmennusmenetelmä, jossa käytetään laboratoriolaitteita (tärinäalustaa) simuloimaan elektroniikkatuotteen/piirilevyn elinkaarensa aikana mahdollisesti kohtaamaa tärinäympäristöä ja arvioimaan sen rakenteellista eheyttä, toiminnallista eheyttä ja kestävyyttä.
Sen ydintarkoitus ei ole tuhota, vaan pikemminkin paljastaa mahdolliset viat ja varmistaa niiden todentaminen:
1. Paljasta suunnitteluvirheet: Löydä mahdolliset viat, kuten resonanssin aiheuttama rakenteellinen väsyminen, löysät ruuvit, komponenttien irtoaminen ja liittimien rikkoutuminen.
2. Rakenteellisen lujuuden varmistaminen: Varmista, että tuotteen rakenne, kokoonpano ja pakkaus kestävät odotettavissa olevat tärinärasitukset vahingoittumatta.
3. Toiminnallisen suorituskyvyn arviointi: Seurataan, pystyykö tuote säilyttämään määritellyt toimintonsa tärinän jälkeen.
4. Vaatimustenmukaisuussertifiointi: Kohdemarkkinoiden, asiakkaiden tai toimialan pakollisten standardivaatimusten täyttäminen.
Järjestelmän perustyönkulku: Värähtelyohjain (antaa komentoja) → Tehovahvistin (vahvistaa signaaleja) → Värähtelyalusta (tuottaa värähtelyä) → Tuotekiinnitin (kiinnittää näytteen) → Anturi (mittauksen takaisinkytkentä).
II. Tärinätestauksen päätyypit
Erilaisten värähtelymenetelmien perusteella värähtelytestit jaetaan pääasiassa seuraaviin luokkiin:
1. Sinusoidaalisen värähtelyn testaus
Simuloi säännöllisiä, säännöllisiä värähtelyjä, kuten pyörivien koneiden, kuten moottoreiden, roottoreiden ja potkurien, aiheuttamia värähtelyjä.
● Kiinteätaajuinen tärinä: Testit suoritetaan yhdellä kiinteällä taajuudella, ja niitä käytetään usein kestokyvyn löytämiseen tietyissä taajuuspisteissä (kuten resonanssipisteissä).
● Pyyhkäisytaajuusvärähtely: Taajuus muuttuu jatkuvasti tietyllä alueella. Käytetään pääasiassa:
1) Resonanssin etsintä ja viipymä: Tuotteen resonanssitaajuuspisteen tunnistaminen ja jatkuva värähtely kyseisessä pisteessä väsymislujuuden arvioimiseksi.
2) Taajuusvasteen tutkimus: Tuotteen värähtelyominaisuuksien ymmärtäminen eri taajuuksilla.
2. Satunnainen tärinätestaus
Simuloi epäsäännöllistä, laajakaistaista värähtelyherätettä todellisissa ympäristöissä, kuten tieliikenteessä, lentokoneissa ja rakettien laukaisuissa. Sen energia jakautuu satunnaisesti kaikille taajuuksille, mikä on realistisempaa ja on tällä hetkellä yleisimmin käytetty tyyppi.
Ominaisuudet: Herättää tuotteen vasteen kaikilla taajuuksilla samanaikaisesti, tehokkaammin vikojen paljastamiseksi.
3. Sekamuotoinen värähtely
Yhdistä sinimuotoisia ja satunnaisia värähtelyjä simuloidaksesi monimutkaisempia reaalimaailman ympäristöjä (esim. helikoptereita, joissa esiintyy sekä jaksollista roottorin värähtelyä että satunnaisia ilmavirran aiheuttamia värähtelyjä).
4. Kolmoisyhdistelmätesti: tärinä + lämpötila + kosteus
Kolmenlaisten ympäristörasitustestien samanaikainen soveltaminen on yksi tiukimmista luotettavuustesteistä, jota käytetään erittäin monimutkaisten ympäristöjen (esim. autojen moottoritilat, ilmailu- ja avaruuslaitteet) simulointiin.
III. Tärkeimmät tärinätestausstandardit
Standardit määrittelevät testausolosuhteet (taajuusalue, amplitudi, kiihtyvyys, kesto jne.). Standardin valinta riippuu tuotetyypistä, kuljetustavasta, käyttöympäristöstä ja asiakkaan vaatimuksista.
Seuraavat ovat toimialoittain luokiteltuja keskeisiä standardeja:
| Toimiala/Ala | Ydinstandardi | Standardin nimi ja lyhyt kuvaus |
| Perus- ja yleiset | IEC 60068-2-6 | |
| IEC 60068-2-64 | |
| ASTM D999 | |
| Sotilas- ja ilmailuteollisuus | MIL-STD-810 | Yhdysvaltain armeijan standardi, joka kattaa kattavat ympäristötestit; menetelmä 514 (tärinä) on virallinen ohjenuora. |
| GJB 150/150A | Kiinan kansallinen sotilasstandardi, samanlainen kuin MIL-STD-810, käytetään kotimaisissa sotilastuotteissa. |
| RTCA DO-160 | Ilmassa liikkuvien laitteiden ympäristötestauksen maailmanlaajuinen ydinstandardi; osa 8 käsittelee tärinätestausta. |
| Autoelektroniikka | ISO 16750-3 | |
| AEC-Q100 | |
| GB/T 28046.3 | vastaava Kiinan kansallinen standardi autojen elektroniselle värähtelytestaukselle. |
| Suurimpien autovalmistajien standardit | kuten Volkswagen VW80000 ja Ford BNS, ovat yleensä tiukempia kuin kansainväliset standardit. |
| Kulutuselektroniikka | viittaavat usein standardiin IEC 60068-2-6/64, tai tuotemerkit (kuten Apple ja Huawei) kehittävät omat sisäiset testausspesifikaationsa. |
|
| Pakkaus ja kuljetus | ISTA (International Association for Safe Transport) -sarja | ISTA 1-3 -sarjat simuloivat tärinää ja iskuja eri kuljetusvaiheissa ja ovat maailmanlaajuisesti tunnustettuja standardeja logistiikkapakkausten todentamiseen. |
| ASTM D4169 | |
IV. Vakiosisällön ydinelementit
Riippumatta siitä, mitä standardia noudatetaan, tärinäkoeolosuhteiden on tyypillisesti määriteltävä parametrit seuraavasti:
1. Tärinän tyyppi: sinimuotoinen / satunnainen / sekoitettu.
2. Taajuusalue: esim. 5–500 Hz.
3. Amplitudi: Sinusoidaalista värähtelyä edustaa yleensä siirtymä tai kiihtyvyys; satunnaista värähtelyä edustaa tehospektritiheyskäyrä.
4. Testausakseli: Testaus suoritetaan tyypillisesti peräkkäin kolmea keskenään kohtisuoraa akselia pitkin: X, Y ja Z.
5. Testiaika: Kunkin akselin kesto tai syklien kokonaismäärä.
6. Tuotteen tila: Virta pois päältä, virta kytkettynä tai tietyn toimintojakson suorittaminen.
Yhteenveto
Tärinätestaus on ratkaiseva menetelmä elektroniikkatuotteiden/piirilevyjen luotettavuuden varmistamiseksi. Tieteellisesti simuloimalla tärinäympäristöjä elektroniikkatuotteita voidaan testata tulevien ympäristörasitustestien varalta ennen kuin ne toimitetaan asiakkaille. Oikean testityypin ja -standardin valitseminen on kuin rasitushaastattelun asettaminen elektroniikkatuotteille: vain läpäisemällä tämä testi voidaan estää ulkoisten tärinöiden aiheuttamat mahdolliset laaturiskit.
Benlida on valmistanut piirilevyjä ja piirilevyasemia 14 vuoden ajan ja sillä on nyt täysin varusteltu laatulaboratorio. Lisäksi se tarjoaa tärinätestejä piirilevyille ja elektroniikkatuotteille. Jos elektroniikkatuotteesi tarvitsevat tärinätestausta, ota rohkeasti yhteyttä Benlidaan!
fi
WhatsApp