ورقة بيانات الغرفة تقول 10°C/دقيقة.
مواصفات اختبارك تقول أيضا 10°C/دقيقة.
للوهلة الأولى، تبدو المباراة مثالية.
ثم يتم تحميل الغرفة بتجميع إلكتروني يزن 30 كجم، وتركيبة وزنها 10 كجم، وكابلات وأجهزة مراقبة. يبقى جهاز DUT يعمل بالطاقة أثناء التبريد ويطلق حرارة بقوة 600 واط. جزء من المنتج يقع أيضا عبر مسار دوران الغرفة.
الآن "10°C/min" يحتاج إلى شرح أكثر.
هل تم قياس معدل الكتالوج بغرفة فارغة؟ هل 10°C/min هو متوسط خلال فترة حرارية محددة، أم معدل خطي؟ هل ينطبق هذا على التدفئة أو التبريد أو كلاهما؟ هل القياس يعتمد على هواء الحجرة أم درجة حرارة DUT؟
الأهم من ذلك:
هل تم تحديد أداء 10°C/min تحت أي شيء يشبه حمل الاختبار الفعلي؟
هذا هو الفرق بين اختيار غرفة حسب المواصفات الرئيسية واختيار واحدة حول الاختبار.
في جملة واحدة:
معدل تغير درجة الحرارة بدون تحميل يصف أداء الحجرة تحت حالة محددة غير محملة؛ معدل ارتفاع درجة الحرارة المحمل يصف الأداء مع DUT محدد، والتركيبة، وحمل التشغيل داخل الحجرة.
بالنسبة لمشتري الغرفة، القاعدة العملية بسيطة:
"10°C/min" يصبح مصفية مفيدة فقط بعد أن تعرف ما تم قياسه، وخلال أي فترة حرارة، وتحت أي حمل.
ما الذي تخبرك به "10°C/min" — وما الذي لا يخبرك به
معدل تغير درجة الحرارة يخبرك بسرعة تغير درجة الحرارة المقاسة خلال فترة أو فترة محددة.
هذا مفيد.
لكن الرقم وحده لا يخبرك بما يكفي لمقارنة غرفتين.
افترض أن ثلاثة اقتباسات كلها تقول:
معدل تغير درجة الحرارة: 10°C/دقيقة
يمكن الإشارة إلى متوسط معدل درجة حرارة الهواء في الحجرة الفارغة.
قد يعرف آخر معدلا على فترة حرارة معينة.
قد يعتمد الثالثون على حمل محدد.
كل الثلاثة يمكنهم عرض نفس رقم العنوان الرئيسي مع وصف ظروف أداء مختلفة.
قبل اعتبار 10°C/min مواصفة مماثلة، اطرح خمسة أسئلة:
ما الذي تم تحميله في الحجرة؟
خلال أي فترة حرارة تم تحديد المعدل؟
هل كان المعدل متوسطا أم خطيا؟
هل تم قياس درجة الحرارة في هواء الحجرة أم في جهاز DUT؟
هل ينطبق هذا الشكل على التدفئة أو التبريد أو كلاهما؟
إذا كانت تلك الظروف غير معروفة، فالرقم ليس بالضرورة خاطئا.
هو ببساطة غير مكتمل لاختيار المعدات.
لمقارنة أعمق بين فئات المعدل الاسمية، انظر [ نص الرواية: 5°C/min مقابل 10°C/min مقابل 15°C/min معدل ارتفاع درجة الحرارة].
يمكن أن تحتوي غرفة واحدة على أربع معدلات منحدر مختلفة
خلال الاختبار الحقيقي، قد يشير مصطلح "معدل المنحدر" إلى عدة أشياء مختلفة.
تخيل برنامجا يدعو إلى الانتقال نحو +85°C بسرعة 10°C/دقيقة.
يأمر المتحكم بالملف الشخصي.
يستجيب هواء الغرفة الفارغة.
أضف وحدة تخزين كبيرة وتركيبة، وتصبح الحجرة الآن تحتوي على كتلة حرارية إضافية لتكييفها.
قد تستجيب وزارة النقل الديمقراطية نفسها بشكل أبطأ أكثر.
وهذا يمنحنا تمييزا مهما:
معدل برمجة ≠ معدل الهواء بدون تحميل ≠ معدل الهواء المحمل ≠ معدل DUT
قد يكونان متقاربين في بعض التطبيقات ومختلفين تماما في تطبيقات أخرى.
إجراء الاختبار يحدد أيهما فعلا مهما.
ما الذي يتغير عندما تضع جهاز DUT بالداخل؟
من المغري تقليل حمل الحجرة إلى رقم واحد:
كيلوغرامات.
هذا مفيد، لكنه غير مكتمل.
كما أنالحجرة "ترى" المادة التي يتم تكييفها، والتركيبة، وهندسة الحمل، وكيفية تفاعل الحمل مع تدفق الهواء، وأي حرارة مولدة أثناء عمل جهاز DUT.
حمل 40 كجم ليس مواصفة حرارية كاملة.
إذا كانت هندسة DUT، وخلوص التركيبات، ومساحة الحجرة القابلة للاستخدام لا تزال قيد التعريف، راجع [كيفية تحديد حجم غرفة اختبار بيئي لجهاز DUT].
الكتلة الحرارية تغير الوظيفة
العلاقة الطاقية البسيطة تساعد في تفسير السبب:
Q = m × cp × ΔT
حيث:
Q = الطاقة
الحراريةm = الكتلة
cp = السعة
الحرارية النوعيةΔT = تغير درجة الحرارة
جهاز DUT أثقل—أو مصنوع من مادة ذات خصائص حرارية مختلفة—قد يتطلب طاقة أكبر للتحرك عبر نفس فترة الحرارة.
هذا مفيد لفهم سبب أهمية الحمل.
هي ليست معادلة بحد ذاتها معادلة لقياس الحجرة.
يعتمد الأداء الفعلي للانتقال بين درجات الحرارة أيضا على انتقال الحرارة، تدفق الهواء، التبريد وسعة التدفئة، استراتيجية التحكم، فترة الحرارة، ظروف التشغيل وبناء الحمل نفسه.
التركيبة جزء من الحمل
قد يقول السؤال التقديمي:
كتلة DUT: 30 كجم
ثم يقوم فريق الاختبار بتركيب جهاز DUT على لوحة تثبيت وزنها 15 كجم.
الغرفة لا تضع فقط وحدة الطب المتخصص.
كما أنه يشكل التركيبة.
عمليا، يشمل العبء المعني الآن:
30 كجم DUT + 15 كجم مباراة
يمكن للرفوف، والأرفف، وألواح التركيب، وغيرها من الأجهزة الكبيرة أن تساهم جميعها في الطلب الحراري.
لهذا السبب لا ينبغي التعامل تلقائيا مع "وزن DUT" و"إجمالي الكتلة المحملة" كرقم واحد.
الحرارة الحية ليست هي نفسها الكتلة
الآن خذ مجموعتين إلكترونيتين متطابقتين تزن 30 كجم.
يتم إيقاف أحدهم أثناء الانتقال:
30 كجم / 0 واط
والآخر يعمل باستمرار:
30 كجم / 600 واط
كتلتهم متساوية.
حالة التبريد لديهم ليست كذلك.
يستمر المنتج المزود بالطاقة في إطلاق الحرارة بينما يحاول نظام التبريد دفع الحجرة والحمل نحو درجة حرارة أقل.
تمييز مفيد هو:
الكتلة تخبرك كم من المادة يجب أن تتغير درجة الحرارة. الواط يخبرك كم من الحرارة تستمر في الدخول إلى بيئة الاختبار.
بالنسبة للاختبار بالطاقة، كلاهما يجب أن يكون في RFQ.
نفس الكيلوغرامات يمكن أن تعني حمولة مختلفة
هنا الجزء الذي يفوته الوزن وحده.
فكر في اثنين من DUTs.
DUT A
30 كجم
0
واط مجموعة معدنية مدمجة.
مركب بحيث يمكن للهواء المكيف أن يدور حوله.
DUT B
30 كجم
وعرض600 واط
.
اتجاهه يعيق جزءا أكبر من مسار الدورة الدموية.
كلا السؤالين يمكن أن يقولوا:
الحمل: 30 كجم
لكنهم لا يقدمون للغرفة نفس الوظيفة.
الوحدة الثانية DUT تدخل حرارة مستمرة وقد تغير أيضا طريقة تحرك الهواء المكيف عبر مساحة العمل.
وهذا مهم لأن الغرف البيئية تعتمد على الدورة لنقل الحرارة بين نظام التكييف، وهواء الحجرة، والعينة.
يمكن أن يتصرف منتج كبير ومسطح موضوع عبر مسار الإمداد أو العودة بشكل مختلف عن منتج DUT مضغوط بنفس الوزن.
لذا عند تحميل أداء المنحدرات مهم:
الكتلة ليست سوى جزء من الحمل.
الهندسة مهمة.
التوجيه مهم.
انسداد تدفق الهواء مهم.
الحرارة الحية مهمة.
لمزيد من التفاصيل حول احتلال العينة وخفوج دورانها، انظر [رابط داخلي — نص الرابط: كم من مساحة الحجرة يجب أن تشغلها عينة الاختبار؟].
معدل تغير درجة الحرارة المتوسط مقابل الخطي
حالة الحمل هي نصف المقارنة فقط.
تحتاج أيضا إلى معرفة كيفية تعريف رقم درجة مئوية/دقيقة.
افترض أن الانتقال المطلوب هو:
−40°C → +85°C
الفرق الكلي في درجات الحرارة هو:
125°م
إذا استغرق الانتقال 12.5 دقيقة:
125°C ÷ 12.5 دقيقة = 10°C/دقيقة
هذا هو المتوسط عبر الانتقال المعرف.
لا يثبت أن درجة الحرارة المقاسة تتغير بالضبط بمقدار 10°C خلال كل دقيقة من تلك ال 12.5 دقيقة.
منحنيات درجة الحرارة الحقيقية لا تحافظ بالضرورة على ميل واحد متطابق من البداية إلى النهاية.
وهذا مهم عندما يذكر عرض اقتباس متوسط معدل تغير درجة الحرارة بينما يتطلب متطلب آخر معدل خطي محدد عبر منطقة درجة حرارة محددة.
قبل مقارنة الأرقام، قارن تعريفاتها.
وينطبق الأمر نفسه على الإخراج.
مواصفة تنص فقط على:
10°C/دقيقة
لا يخبرك بالضرورة ما إذا كانت هذه القيمة تنطبق على:
−40°C → +85°C تدفئة
+85°C → −40°C التبريد
أو كلاهما.
التدفئة والتبريد يضعان متطلبات مختلفة على النظام. أثناء التبريد، يمكن لجهاز DUT المزود بالطاقة أن يجعل هذا التمييز مهما بشكل خاص لأن حرارته الحية يجب إزالتها أيضا.
لذا السؤال المفيد ليس فقط:
كم درجة مئوية في الدقيقة؟
هو:
كيف يعرف المعدل، وخلال أي فترة زمنية، وفي أي اتجاه؟
لمقارنة مخصصة بين فئات المعدل ووقت الانتقال، انظر [ 5°C/min مقابل 10°C/min مقابل 15°C/min: كيفية اختيار معدل تغير درجة الحرارة المناسب].
معدل هواء الحجرة مقابل معدل درجة حرارة DUT
هناك سبب آخر يجعل مهندسين ينظران إلى نفس الاختبار ويبلغان عن سلوك تغير درجة الحرارة المختلف.
قد يقيسون أشياء مختلفة.
يستجيب هواء الحجرة لنظام التكييف.
يستجيب DUT للهواء—ثم لنقل الحرارة عبر مواده وبنائه الخاص.
فكر في هيكل إلكتروني كثيف.
قد يكون هواء الحجرة قد بدأ بالفعل في التحرك نحو حالة درجة الحرارة التالية بينما يتأخر غلاف المنتج. المكونات الداخلية قد تتأخر أكثر.
العينة الرقيقة المعرضة مباشرة للدوران قد تستجيب بشكل أسرع بكثير.
ولا أحد من الحالتين غير معتاد.
المفتاح هو تحديد ما الذي يحدده الاختبار فعليا.
هل ينطبق هذا الشرط على:
درجة حرارة هواء الحجرة؟
هل هو حساس موضوع بالقرب من العينة؟
درجة حرارة سطح DUT؟
هل هناك نقطة قياس داخلية ل DUT؟
الإجابة تغير معنى "10°C/min" بالنسبة للتطبيق.
انتقال الحجرة إلى الهواء بمقدار 10°C/دقيقة لا ينتج تلقائيا انتقالا DUT بمقدار 10°C/min.
وهذا مهم بشكل خاص عندما يحدد الاختبار أيضا التثبيت قبل بدء التوقف.
قد يحدث الوصول إلى نقطة الضبط في الحجرة والوصول إلى الحالة المطلوبة للعينة في أوقات مختلفة.
يصبح التمييز نفسه مهما عند اختيار نطاق درجات الحرارة المنخفضة للغرفة. انظر [ −40°C مقابل −70°C غرفة اختبار بيئية: ما هو نطاق درجة الحرارة الذي تحتاجه؟].
غرفتان تقول كلاهما 10°C/دقيقة. هل هما متساويان حقا؟
افترض أنك تقارن بين اقتباسين.
كلا المواصفتين الرئيسيتين تقولان:
10°C/دقيقة
وهذا يجعلهما يبدوان متقاربين بشكل مباشر.
الآن انظر إلى المعلومات وراء الرقم.
هذا الجدول لا يخبرنا أن الحجرة ب أسرع بالضرورة أو متفوقة تقنيا.
يخبرنا بشيء أكثر أساسية:
الاقتباس B يمنحنا معلومات كافية لفهم ما يعنيه رقم 10°C/min.
الاقتباس أ يحتاج إلى توضيح قبل إجراء مقارنة ذات مغزى.
لهذا السبب قد يكون الشراء بسعر المنحدر الاسمي وحده مضللا.
10°C/min مقابل 10°C/min ليست مقارنة أداء بعد.
أولا، تأكد من أن الرقمين يصفان ظروفا مماثلة.
مثال عملي: متطلب 10°C/min مع وحدة تحكم بقوة 40 كجم
إليك عرض أكثر واقعية.
يرسل العميل في البداية:
500 لتر حجرة
−40°م إلى +85°م
10°C/دقيقة
وزن DUT: 30 كجم
يبدو مكتملا إلى حد ما.
ليس كذلك.
بعد عدة أسئلة هندسية، يصبح الاختبار الفعلي أوضح:
DUT: 30 كجم تجميع إلكترونيات
التركيبة: 10 كجم
الكتلة المحملة الكلية: 40 كجم
الطاقة أثناء التبريد: نعم
أقصى حرارة حية: 600 واط
انتقال درجة الحرارة: −40°C ↔ +85°C
السعر المطلوب: 10°C/دقيقة
متوسط أو خطي: لم يتم تحديد
بعدنقطة القياس: لم تعرف بعد
الآن يمكننا أن نرى ما هو مفقود.
ما الذي يجب أن يتغير عند 10°C/min؟
إذا كان المطلب يتعلق بهواء الحجرة، فيتم تقييم الحجرة على أساس واحد.
إذا كان المنتج نفسه يجب أن يتبع 10°C/دقيقة، فهذا شرط مختلف ويجب ذكره بشكل صريح.
متوسط أم خطي؟
إذا كان 10°C/min متوسطا عبر انتقال محدد، فلن يقول.
إذا كان معيار اختبار أو إجراء للعميل يتطلب تغييرا خطيا معينا في درجة الحرارة عبر منطقة محددة، استخدم هذا التعريف بدلا من ذلك.
هل يستمر 600 واط أثناء التبريد؟
إذا كان الجواب نعم، يجب على الحجرة إزالة الحرارة الناتجة عن وحدة المعالجة مع تبريد النظام المحمل في نفس الوقت.
وهذا يختلف جوهريا عن تبريد نفس الحمل الذي يزن 40 كجم مع إيقاف تشغيل جهاز DUT.
هل مطلوب 10°C/دقيقة مع تركيب كامل 40 كجم؟
المباراة مهمة.
إذا كان متطلب الأداء ينطبق على ترتيب الاختبار المثبت بالكامل، يجب تقييم الحجرة وفقا لذلك.
كان السؤال الأصلي للسؤال:
500 لتر / −40°C إلى +85°C / 10°C/دقيقة
بعد التوضيح، قد يبدو متطلب الهندسة أشبه ب:
مساحة عمل بسعة 500 لتر. 30 كجم DUT + 10 كجم وحدة تجهيزات. تعمل DUT أثناء التبريد بحرارة حية تصل إلى 600 واط. معدل تغير درجة حرارة الحجرة والهواء المطلوب: 10°C/دقيقة في المتوسط خلال الانتقال المحدد للتدفئة والتبريد.
هذه مواصفات يمكن لمصنع الغرف تقييمها فعليا.
لاحظ ما لم يتغير:
العنوان الرئيسي لا يزال يقول 10°C/دقيقة.
ما تغير هو المعنى وراءه.
ماذا ترسل مع طلب الانتظار الخاص بغرفتك
لا يجب أن يكون السؤال المفيد طويلا.
يجب أن يحتوي على المعلومات التي تؤثر على الاختبار.
لتطبيق تغير سريع في درجة الحرارة، قدم:
- ملف درجة الحرارة: درجة حرارة البداية، درجة حرارة النهاية وظروف الدورة.
- معدل تغير درجة الحرارة المطلوب: 5°C/دقيقة، 10°C/دقيقة، 15°C/دقيقة أو أي متطلب آخر.
- تعريف المعدل: متوسط، خطي أو التعريف في الإجراء المطبق.
- نقطة القياس: هواء الحجرة، جهاز DUT أو موقع محدد آخر.
- أبعاد وكمية DUT.
- قداس DUT.
- التركيبة أو كتلة الرف.
- ما إذا كان جهاز DUT يعمل بالطاقة أثناء الانتقال.
- أقصى حرارة حية بالواط.
- اتجاه DUT وترتيب التحميل.
- سواء كان السعر المطلوب ينطبق على التدفئة أو التبريد أو كلاهما.
- متطلبات الثبات والثبات.
- المعيار أو إجراء العميل المعمول به.
- ظروف المنشأة ذات الصلة حيث تؤثر على الأداء.
لترتيب تحميل غير معتاد، أضف صورة فوتوغرافية أو رسم بمساعدة الحاسوب أو رسم بسيط.
هذا يمكن أن يجيب على أسئلة تقول "40 كجم DUT" لا يمكن أن يجيب عليها.
حيث يتناسب KTB في الاختيار
للتطبيقات التي يكون فيها معدل الانتقال في درجة الحرارة متطلبا أساسيا، تتوفر تكوينات غرف التغير السريع في ITM-LAB KTB حول فئات اسمية تبلغ 5°C/min، 10°C/min و15°C/min، مع سعات غرف تشمل 250 لتر، 500 لتر و1000 لتر، حسب التكوين.
هذه الأرقام نقطة انطلاق مفيدة.
ليست بديلا عن تعريف الحمل.
طلب مثل:
500 لتر / 10°C/دقيقة
يحدد فئة أداء عامة.
طلب مثل:
500 لتر / 10°C/دقيقة / 40 كجم كتلة محملة / 600 واط حرارة حية أثناء التبريد
يوفر معلومات أكثر فائدة لمراجعة التكوين.
يصبح هذا التمييز أكثر أهمية مع زيادة كتلة DUT، وكتلة الموصل، والحرارة الحية، أو انسداد تدفق الهواء.
بالنسبة لاختبار الحرارة والرطوبة المجمع، يكون مسار الاختيار مختلفا. يجب تقييم غرفة درجة الحرارة والرطوبة في GDJS بناء على ملف درجة الحرارة/الرطوبة النسبية المطلوب والظرف التشغيلي المناسب بدلا من اختيارها من فئة معدل التغير السريع فقط.
بعبارة أخرى:
اختر عائلة الغرفة من الاختبار. ثم تحقق من الأداء في الظروف المهمة.
لمواصفات المنتج وخيارات التكوين، استخدم [غرفة اختبار تغير درجة الحرارة السريع] للربط بصفحة منتج KTB.
للتطبيقات التي تتطلب رطوبة مضبوطة، استخدم [غرفة اختبار درجة الحرارة والرطوبة] للربط بصفحة منتج GDJS.
الأسئلة الشائعة
ما الفرق بين معدل الارتفاع في درجة الحرارة المحملة وغير الباردة؟
معدل الارتفاع بدرجة حرارة بدون تحميل يصف أداء الحجرة تحت حالة محددة بدون تحميل.
معدل ارتفاع درجة الحرارة المحمل يصف الأداء مع DUT محدد، وتركيبة، وحمل اختبار آخر ذي صلة داخل الحجرة.
للمقارنة ذات المعنى، يجب ذكر حالة الحمل وأساس القياس.
هل ستصل حجرة بسعة 10°C/min إلى 10°C/min عند تحميلها؟
ليس بالضرورة تحت كل حمل.
تعتمد النتيجة على تكوين الحجرة وعوامل مثل DUT وكتلة التركيب، المواد، الحرارة الحية، الهندسة، تدفق الهواء، فترة درجة الحرارة، اتجاه الانتقال وطريقة القياس.
إذا كان مطلوبا 10°C/دقيقة مع تركيب DUT، حدد حالة التحميل وتحقق من الأداء ضدها.
هل يحدد وزن DUT معدل المنحدر المحمل؟
الوزن مهم، لكنه ليس كافيا بمفرده.
يمكن أن يشكل جهازان DUT بوزن 30 كجم ظروفا حرارية مختلفة إذا تولد أحدهما حرارة كبيرة أو أعاق المزيد من تدفق الهواء في الحجرة.
يجب أيضا أخذ المادة، والتركيبة، والهندسة، والاتجاه، والحرارة الحية في الاعتبار.
هل معدل القفز بالهواء في الحجرة هو نفسه معدل منحدر DUT؟
لا، ليس بالضرورة.
لدى DUT استجابة حرارية خاصة به وقد يتأخر عن هواء الحجرة. تعتمد كمية التأخير على المنتج، والتركيب، وتدفق الهواء، والمادة، والكتلة، وتوليد الحرارة.
استخدم نقطة القياس المحددة في إجراء الاختبار المطلوب.
هل حجرة بسعة 15°C/min أفضل من حجرة بسعة 10°C/min؟
فئة معدل 15°C/دقيقة توفر قدرة أكبر على الانتقال الاسمي للدرجة الحرارة، لكن ذلك لا يجعلها تلقائيا الخيار المناسب لكل اختبار.
يجب اختيار الحجرة بناء على ملف الاختبار المطلوب والتحقق منها تحت ظروف الحمل ذات الصلة.
حدد الحمل قبل أن تقارن المعدل
لا يوجد خطأ في ورقة البيانات التي تقول 10°C/دقيقة.
تبدأ المشكلة عندما يعامل هذا الرقم كما لو كان يجيب على كل سؤال أداء.
غرفة فارغة، وغرفة تحمل 40 كجم من الأجهزة السلبية، وغرفة تحمل نفس الكتلة بينما تولد DUT 600 واط هي ثلاث ظروف تشغيل مختلفة.
حتى الكيلوغرامات ليست القصة كاملة.
يمكن أن يتصرف DUT المدمج مع دوران واضح وDUT واسع يعيق مسار الهواء العائد بشكل مختلف داخل نفس مساحة العمل.
ثم هناك القياس نفسه.
متوسط أم خطي؟
التدفئة أم التبريد؟
هواء الحجرة أم DUT؟
تحدد هذه التفاصيل ما يمثله الرقم °C/min فعليا.
لذا عند مقارنة الغرف البيئية، لا تتوقف عند:
المورد أ: 10°C/دقيقة
المورد B: 10°C/دقيقة
اسأل ما الذي يقف خلف هذه الأرقام.
بالنسبة لتكوين ITM-LAB KTB، توفر فئات اسمية 5°C/min، 10°C/دقيقة أو 15°C/min نقطة انطلاق. كتلة DUT، كتلة التركيبة، الحرارة الحية، هندسة التحميل والانتقال المطلوب تحدد التطبيق الذي يحتاج إلى تحقق.
الرقم الموجود في ورقة البيانات يبدأ المحادثة.
شروط الاختبار تنهي الأمر.
حدد الحمل قبل أن تقارن المعدل.
