专利名称：设备测试系统和方法
技术领域：
本发明涉及设备如电子设备特别是航空电子设备的测试系统和方法。
背景技术：
测试的目的是在生产阶段快速发现系统的潜在故障。在电子领域，故障主要位于 焊接元件(包括印刷电路)和印刷电路上的元件焊接点(import)处。测试可能涉及多种物理现象震动试验，冲击强度、温度试验等。本发明涉及热循 环温度测试。热循环测试有效性的决定因素之一是温度改变时的温度变化速度。对于设备的内 部构成元件，该温度变化速度应是有效的。现有技术在于使用高性能的恒温箱以对设备施加快速温度变化。简单地说，恒温箱是载有加热系统和冷却系统的等温封闭腔区。加热系统传统上 基于电阻。冷却系统可以为两种性质包括冷机组、蒸发器和冷凝器的致冷机，或者以液氮注 入恒温箱中并且氮在恒温箱中气化为基础的系统。对所谓VRT (Variation Rapide de iTempSrature温度快速变化)恒温箱，变化速 度值可以从10°c /分钟——而传统恒温箱具有2°C /分钟的变化，一直达到对于非常特定 的机器的60°C /分钟。但是，问题是不能把这些温度变化直接施加于设备的组成构件。实际上，恒温箱的温度变化通过恒温箱的空气与设备之间的热量交换反应在设备 处。因此原则上讲，为了有热交换，必须使设备周围的空气的温度与设备不同。温差越 大，热交换越强。第二种物理现象为设备的热惯性，该热惯性通过储存热量抵抗温度变化。这两种现象组合，则使得恒温箱的温度变化与设备的温度变化之间存在延迟并具 有变化斜度减缓。因此，对于给定恒温箱，对给定的温度变化速度，设备的惯性越大，热交换越小，设 备的温度变化速度越小。为改善考虑设备处的温度变化速度，必须改进热交换，并且传统上使用三种解决方案。首先已知使电子卡与恒温箱的空气直接接触，这就要求部分地拆卸设备以暴露出 卡。这具有两个优点降低设备的热惯性，和有利于卡的热交换。然后，如果设备是通风的，则增加通风。该方案的唯一优点是有利于空气与电子卡 或设备之间的热交换。最后，第三个方案是使用具有强大的、并比在卡或设备处希望获得的变化速度大 得多的温度变化能力的恒温箱。这三个方案可以结合，但是即使具有完善的热交换，设备的组成构件仍然只能跟随着恒温箱的温度。因此，可达到的温度变化速度小于或等于恒温箱的变化速度。事实上，存在大的温 度差，恒温箱的尺寸应超大。另外，在设备制造过程结束时进行测试，设备完全组装起来，这不便于热交换，热 交换主要通过设备箱体中电子卡处的对流进行。已知打开或拆卸设备，以使电子卡直接与恒温箱的空气接触，但这导致与拆卸/ 重新组装作业有关的很大的成本增加，并具有操作时使电子卡失效的相关危险。这也带来 后勤方面的影响。如果增加通风流量，在设备中的温度变化方面反映仍大大低于恒温箱设定 (consigne)0使用其中采用液氮来制冷的特殊恒温箱，必然导致使电子卡裸露以便实现正确的 热交换。除了对制造过程的影响外，与这些恒温箱大量消耗氮有关的购买成本和运营成本 是一个很大的缺点。

发明内容
本发明的目的是提供相对现有技术简化的方法，用以提高温度变化速度，同时保 持测试过程简单，减少甚至消除拆卸被测试设备的需要。本发明基于这样的原理在从热到冷和相反地从冷到热的转变期间推迟时间，以 便从设备角度看，转变是瞬时的。为此，本发明提出一种设备测试方法，该方法包括这样的步骤使设备在恒温箱中 经受处理，其中恒温箱经历具有至少一恒温箱温度上升和/或温度下降转变的一些周期， 其特征在于，在恒温箱温度转变的至少一部分期间切断设备的通风机。有利的是，在所述转变结束时使设备的通风机重新运行。设备没有通风，设备与恒温箱极少交换，这就为恒温箱留出时间以便转变。因此， 当通风机重新投入运行时，在已经变化过的温度下空气穿过设备，而设备的温度变化非常有利的是，使通风机以大于设备通风的额定流量的流量重新运行，以便强制设备 通风。根据第一实施方式，周期具有至少一热平台段(palier)。在这种情况下，热平台段 优选在约为80°C的温度。根据一替代或补充实施方式，周期具有至少一冷平台段。在这种情况下，冷平台段 的温度优选约为-40°C。从热平台段起，在温度下降开始前有利地切断通风，并延长切断，直到得到恒温箱 温度与设备温度之间的最大差距。从冷平台段起，在温度上升前有利地切断通风，并延长该切断，直到得到恒温箱的 温度与设备的温度之间的最大差距。在上一种情况中，在上升开始前和上升开始期间优选切断设备供电，以避免运行 设备内部温度升高。
还是根据本发明，为了部分充填恒温箱，对于转变，有利地应用等于恒温箱充满时 达到的最大性能的恒温箱设定。


阅读下面参照附图进行的描述，可以了解本发明的其它特征和优点，附图如下图1 表示随时间的温度变化的第一线图，给出在切断通风和不切断通风的情况 下温度上升和温度下降的比较；图2 表示随时间的温度变化速度并示出在切断通风和不切断通风下温度斜度变 化的第二线图；图3 表示具有多个的温度上升和下降周期的测试过程的例子的第三线图；图4 示意表示待试验设备位于其中的恒温箱。
具体实施例方式本发明应用于通过热循环测试电子卡或电子设备。图4表示在符合本发明的方法的范围内的恒温箱，恒温箱配有与设备通风机13连 接的控制线路12。控制线路使通风机13根据恒温箱循环设定运行，并且通过包括循环设定的控制 器14操控所述控制线路。VRT测试周期具有至少一热平台段和冷平台段。在民用航空设备的情况下，上升至 80°C和下降至-40°C的周期是通行的，对本发明给出的例子在该范围内。图1表示根据时间的温度变化的线图。在该图中示出-以实线表示恒温箱的设定温度1；-以虚线表示如现有技术中那样没有切断通风机时的设备温度2；和-以点划线表示在切断通风机的情况下的设备温度3。根据本发明，即切断通风机，从热平台段起，即在图1的例子中对于-5到0分钟的 时间，在温度下降开始前切断设备通风。在图1上用标号1表示的恒温箱温度的下降，在大约5分钟的时间发生。通风机切断的持续时间将根据恒温箱的温度下降速度和设备的惯性加以调节，这 示于曲线3上，对于该曲线，在曲线上部可看到小的第一温度下降斜度3. 1。实际上，尽管设 备没有通风，但该设备的温度仍在下降。当恒温箱的温度与设备的温度之间的差距最大时将通风机重启，这对应于曲线3 的区段3.1和3. 2之间的拐点。当通风机重新投入运行时，设备温度非常迅速地下降，斜度比设备通风机保持运 行的曲线2更大。因而在区段3. 2的大部分上斜度具有非常陡直的部分，并接近空的恒温箱的转变 斜度。在45分钟后，上升时，在转变开始时切断通风机。可以看到在切断通风机期间具有轻微的上升部3. 3、然后在通风机重新投入运行 时具有大斜度曲线3. 4。
另外，在该情况中，有利的是，在上升开始之前及期间不再给设备供电，以避免电 子元件在被供电时的热散失所造成的设备内部温度上升，这减缓或者甚至消除所述上升部实际上，在-40°C的恒温箱温度，设备的元件更热，因为该设备发散能量。切断设备供电同时给设备通风，使其温度回到-40°C。最后待控制的要点是测试的可重复性。实际上，恒温箱的性能取决于它的荷载。该 荷载根据设备的生产速率变化。无论恒温箱的荷载如何都保证合适的可重复性的方案是 施加等于恒温箱满载时达到的最大性能的恒温箱设定(在上升和下降中)。当恒温箱几乎 是空的时，它将跟随与其如果是满时的相同设定。对于所述例子使用的恒温箱专门用于达到在空时的20°C /分钟的温度变化。可发现，当在温度下降和上升中设备通风机运行时，下降和相应地上升的曲线2 的斜度大约为恒温器设定的斜度的大约一半到四分之一。当切断通风机时，即对应曲线3，引入迟后，但斜度要陡直得多，并且在它的渐近部 分以外该斜度接近于设定斜度。这些曲线对应于设备内部温度的平均值。因此，可注意到本发明的方法对元件温度变化的影响。也可注意到与停止通风有 关的时间偏移，其可以使斜度更陡直。线图2表示随时间的温度变化速度，虚线表示的曲线4针对通风机保持运行的设 备，而点划线表示的曲线5针对通风机在转变时停止的设备。在该线图上，通风机停止造成的延迟在曲线部分5. 1和5. 4特别明显。曲线5的 部分5. 2和部分5. 5的突然变化表明通风机重新投入运行。相反地，在曲线4上，对于保持通风的设备，设备温度改变的速度变化更小并更缓 和，温度变化的时间几乎加倍，而最大变化率几乎为二分之一。因此，本发明的方法允许更好地反应恒温箱产生的温度变化在被测试的装置上， 而除了设备通风控制以外没有任何附加成本。因此，对于施加在设备上的取决于温度变化速度的相同应力水平，可以使用性能 较低、因此价格明显较低的恒温箱。相反的是，利用高性能恒温箱，可以施加更大应力，所述应力可等于利用目前市场 上的未应用本发明的最优性能的恒温箱施加的应力。如果考虑需要在设备上施加20°C /分钟的温度变化的具体实施情况，如同从图3 已知的循环例子中，本发明的方法允许使用以20°C /分钟的传统恒温箱，而无需拆卸设备。因此优化了恒温箱的使用，因为此时不需要使用高性能的恒温箱。为了进一步改善变化速度，在使通风机重新运行时必须使通风机以更强的方式运作。本发明并不限于所示的例子，尤其可应用于具有不同温度阈值的周期。
权利要求
1.设备测试方法，所述设备配有通风机，所述测试方法包括这样的步骤使所述设备 在恒温箱中经受处理，其中恒温箱经历具有至少一温度上升和/或温度下降转变的一些周 期，其特征在于，在恒温箱温度转变的至少一部分期间切断所述设备的通风机。
2.如权利要求1所述的设备测试方法，其特征在于，在所述转变结束时使所述设备的 通风机重新投入运行。
3.如权利要求2所述的设备测试方法，其特征在于，使所述通风机以大于所述设备通 风的额定流量的流量重新投入运行，以强制所述设备通风。
4.如权利要求1、2或3所述的设备测试方法，其特征在于，所述周期具有至少一热平台段。
5.如权利要求4所述的设备测试方法，其特征在于，所述热平台段的温度大约为80°C。
6.如权利要求1至5中任一项所述的设备测试方法，其特征在于，所述周期具有至少一 冷平台段。
7.如权利要求6所述的设备测试方法，其特征在于，所述冷平台段的温度大约 为-40 0C ο
8.如权利要求4所述的设备测试方法，其特征在于，从所述热平台段起，在下降开始前 切断通风机，并将切断延长，直到获得所述恒温箱的温度与所述设备的温度之间的最大温差。
9.如权利要求6所述的设备测试方法，其特征在于，从所述冷平台段起，在上升前切断 通风机，并将切断延长，直到获得所述恒温箱的温度与所述设备的温度之间的最大温差。
10.如权利要求6或9所述的设备测试方法，其特征在于，在上升开始前及期间切断所 述设备供电，以避免所述设备内部温度升高。
11.如上述权利要求中任一项所述的设备测试方法，其特征在于，通过具有恒温器温度 循环设定的控制器(14)操控所述设备的通风机。
全文摘要
本发明的对象在于一种设备测试方法，所述设备配有通风机，所述测试方法包括这样的步骤使所述设备在恒温箱中经受处理，其中恒温箱经历具有至少一温度上升和/或温度下降转变的一些周期，其特征在于，在恒温箱温度转变的至少一部分期间切断所述设备的通风机。
文档编号G01R31/28GK102124358SQ200980132511
公开日2011年7月13日 申请日期2009年6月23日 优先权日2008年6月30日
发明者S·奥尔泰 申请人:空中客车运营简易股份公司