图解 | 快温变与冷热冲击-泰美科环境仪器（昆山）有限公司

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,参考标准 IEC 60068-2-14。

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），即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），即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。

温度变化试验适用于组件、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。

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

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），出现的环境温度

快速温度变化试验

部分企业标准中有此类项目，如 GM3172 ，其具体试验方法参考图3，此类试验属于加速寿命试验方法，一般不推荐应用于认证试验中。

图3 快速温变曲线

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，供参考。

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表1 产品温度变化试验参数推荐表

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表2 产品在极限温度中的贮存时间

从图4 和图5 可以看出，结构比较简单的元器件和含元器件、零部件较少的整机，一般选择 5 次循环就可以了。结构比较复杂，所用元器件、零部件较多的整机选择 10 次循环就可以将绝大部分故障原因暴露出来。为了设备、整机和仪器可靠性更高，有时也可能选择 20 到 30 次循环。

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图4 不同设备循环的选择

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图5 不同设备循环的选择

IEC 60068-2-14 冷热冲击试验

根据试验要求不同，可选择不同介质、不同升降温方式的 冷热冲击箱。冷热冲击试验在特定时间内进行快速温度变化，转换时间一般设定为手动2～3分钟，自动少于30秒，小试件则少于10秒。冷热冲击试验是一个加速试验，模拟车辆中大量的慢温度循环。对应实际车辆温度循环，用较快的温度变化率及更宽的温度变化范围，加速是可行的。失效模式为因老化和不同的温度膨胀系数导致的材料裂化或密封失效。

冷热冲击试验（气体）

以气体为媒介，实现冷热冲击试验有两种方式：一种为手动转换，将产品在高温箱和低温箱之间进行转换；另一种为冲击试验箱，通过开关冷热室的循环风门或其它类似手段实现温度转换。其中温度上限、温度下限为产品的存储极限温度值。

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图6 温度冲击曲线

冷热冲击试验（液体）

参考标准 IEC 60068-2-14 试验方法 N：温度变化中的 Nc。实现方式为吊篮式，将产品放置在吊篮中按照要求浸入不同的温度液体中。则适用于玻璃-金属密封及类似产品，因此电器产品中不予考核该项目。

IEC 60068-2-14，Na 以及 ISO 16750-4 5.3.2 冷热冲击试验中推荐的循环数为 5，实际应用中过少，推荐使用表 3 参数。IEC 60068-2-14、ISO 16750-4 、MIL-STD-810F 及 GJB150 中对于冷热冲击的要求循环数都为 5 个循环以内。该三类标准对此试验的定义为：确定装备能否经受其周围大气温度的急剧变化，而不产生物理损坏或性能下降，模拟的情况为：产品的航空运输、航空下投以及其它产品从不同温度区域转移的情况。

对于汽车类产品，执行此标准时，因为我们考核的模拟情况不一样，故参数需要进行变动，主要变动参数为：循环数增加（因应用到汽车电器产品中为加速老化试验，故其循环数一般超过 100）。

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表3 冷热冲击试验参数推荐表

冷热冲击试验需要重点考虑的参数：循环数、温度转换时间、温度保持时间、温度极限值（因此项试验为存储类试验，故其极限值为存储极限温度值）。

试验箱要求

风速要求

各类温度变化类试验标准中都对温度变化试验箱内的风速有要求，均要求小于等于 2m/s。这一要求是要确保受试产品在试验中不会因受到过高的气流作用，产生与实际使用中差异过大的热传导。试验箱内有一定风速有利于箱内温度快速均匀，而风速过大则会导致受试产品受风面热交换大于背面而在产品内部产生不符合实际的热传导现象。