电子产品综合环境振动测试

从智能手机、笔记本电脑到车载导航、工业控制器，现代电子产品早已深入我们生活的每一个角落。它们不仅要在安静的办公室中稳定运行，更可能经历：

• 快递运输中的剧烈颠簸

• 汽车行驶时的持续震动

• 工业设备旁的高频抖动

• 航空飞行中的复杂振动环境

一旦内部元器件松动、焊点开裂、结构断裂，轻则功能失灵，重则引发安全事故。

如何确保电子产品在“动荡”环境中依然可靠？
答案就是：综合环境振动测试。

这是一项模拟真实使用场景的高加速可靠性试验，是电子产品上市前必须通过的“极限挑战”。

一、什么是综合环境振动测试？

综合环境振动测试（Combined Environmental Vibration Test），是指在实验室中，将电子产品置于多轴振动台上，模拟其在运输、安装、运行过程中可能遭遇的各种振动环境，同时可结合温度、湿度等环境因素，评估其结构强度、连接可靠性与功能稳定性。

它不仅是质量控制的关键环节，更是产品可靠性设计的重要验证手段。

📏 常用标准参考：

• GB/T 2423.10《电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Fc：振动（正弦）》

• GB/T 2423.56《试验Fh：宽带随机振动》

• IEC 60068-2-6 / IEC 60068-2-64

• MIL-STD-810H（军用标准）

• ISTA 3A（物流运输标准）

二、为什么要做振动测试？

1. 暴露设计缺陷

• 发现PCB板共振频率

• 检验螺丝、连接器、散热器是否易松动

• 验证外壳结构强度

2. 预防早期失效

• 筛除“婴儿期”故障（如虚焊、装配不良）

• 提高产品出厂后的可靠性

3. 满足行业准入

• 汽车电子需通过ISO 16750-3振动要求

• 航空航天、轨道交通产品有严格振动认证

• 电商平台对高价值电子产品进行抽检

4. 优化包装设计

• 验证外包装能否有效减振

• 降低运输破损率

三、振动类型：真实世界的“震动图谱”

振动并非单一模式，而是多种类型的叠加。测试需模拟以下典型振动：

四、测试设备与系统

1. 振动试验系统核心组成

• 振动台：电磁式，可实现X/Y/Z三轴向振动

• 功率放大器：驱动振动台

• 控制器：生成振动谱，实时闭环控制

• 加速度传感器：贴于产品或夹具上，反馈实际振动量

• 温湿度箱（可选）：实现温度-振动复合试验

2. 夹具设计

• 定制化夹具确保产品固定牢固

• 模拟实际安装状态（如车载支架、机架安装）

五、测试流程详解

步骤1：定义测试条件

• 根据产品用途选择标准（如车载、工业、消费类）

• 确定振动谱（加速度、频率范围、持续时间）

• 例如：20–2000 Hz，功率谱密度（PSD）0.04 g²/Hz，Z轴3小时

步骤2：安装产品

• 将产品固定在振动台夹具上

• 连接传感器，确保测量点合理（如PCB中心、外壳）

步骤3：功能监测

• 通电运行，实时监控：

• 是否死机、重启

• 屏幕是否闪烁

• 信号是否中断

• 传感器数据是否异常

步骤4：执行测试

• 启动振动程序，控制器自动调节

• 可分阶段进行：低温+振动、常温+振动、高温+振动

步骤5：试验后检查

• 目视检查：外壳裂纹、元件脱落

• 功能测试：是否正常开机、通信、充电

• 内部检查（必要时）：X光检测焊点、显微镜检查PCB