华为产品热测试规范

产品热测试规范1前言本技术规范根据国家标准和国际标准并总结了产品热设计和热测试经验编制而成。本规范于日首次发布。本规范起草单位：机电热设计技术核心组本规范主要起草人：本规范批准人：本规范修改记录：目次79、总结.................................................................78.1.2空气流速测试步骤................................................78.1.1测量位置和原则.................................................78.1空气流速测量方法....................................................78.2空气流速测量设备....................................................78.1空气流速测量内容....................................................78、流速测试..............................................................67、温度测试步骤..........................................................56.3.3热电偶的误差分析...............................................46.3.2温度测试线路...................................................46.3.1热电偶感温端的固定..............................................46.3.1.3设备风道的进、出口处的测点布置要求............................36.3.1.2元器件表面温度的测点布置方法.................................36.3.1.1机箱表面的测点布置..........................................36.3.1.1环境温度的测点布置..........................................36.3.1热电偶测点的布点规则.............................................36.3溫度测试方法........................................................36.2.2测试仪表.......................................................26.2.1温度传感器.....................................................26.2温度测试设备........................................................26.1温度测试项目........................................................26、温度测试..............................................................25、测试环境..............................................................24、引用标准和参考资料.....................................................13、定义.................................................................12、范围.................................................................11、目的.................................................................产品热测试规范1、目的检验热设计的合理性与有效性，了解设备所能达到的热性能指标。比较多种方案的优劣。为热设计工作提供经验数据。就产品开发的不同阶段，热测试目的不同，可分为方案性测试、改进性测试及验证性测试：方案性测试，了解设备的散热情况，以研究制定可行的散热方案。改进性测试，对不同的方案进行比较，确定尽可能优化的散热方案。鉴定测试，检验热设计的合理性与有效性，验证产品是否满足产品的热设计验证判定标准，以作为产品规格鉴定的依据。2、范围本规范规定了电信设备样机的在典型运行条件下的热测试方法，适用于公司公司开发的所有电信产品。3、定义温度稳定：当设备处于工作状态时，设备中发热元器件表面温度每小时变化波动范围在±1℃内时，称温度稳定。设备外部环境温度：设备达到稳定温度时距离设备各主要表面几何中心80mm处空气温度按各表面积的加权平均值。机柜/箱表面温度：设备达到稳定温度时各主要外表面几何中心点上温度的平均值。热点：元器件、散热器和冷板的各个局部表面温度昀高的位置。热点器件指单板上温度昀高和较高的器件。温升：元器件表面温度与设备外部环境温度的差值。用符号Δt表示。4、引用标准和参考资料1下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨，使用下列标准昀新版本的可能性。MIL－HDBK－338可靠性设计手册ETSI300019ETSI环境测试条件标准GJB/Z299B电子设备可靠性预计手册GJB/Z－27电子设备可靠性热设计手册GB2423电工电子产品基本环境试验规程试验方法GB2421电工电子产品基本环境试验规程总则GB/T12993-91电子设备热性能评定GB/T12992-91电子设备强迫风冷热特性测试方法5、测试环境测试环境应进行区分，根据热测试的目的选择测试环境。在进行设计参数测试、方案改进性测试时，由于工程上可忽略常温范围内空气物性随温度变化对换热的影响，可以认为测点的温升独立于设备所处环境的环境温度，因此热测试可以在常温条件下的试验室内进行，具有经济、方便、快速的优点。在产品鉴定时，应该在环境实验箱中测试，因为鉴定需要找出产品的缺点，在环境实验箱中可以方便地对产品进行各种极限环境测试。另外，对于低温加热来说，在环境试验箱中进行热测试是必须的。6、温度测试6.1温度测试项目温度测试项目包括：(1)设备外部环境温度(2)机箱表面温升（自然对流换热时测量）(3)关键元器件和发热元器件的表面温升(4)散热器和冷板的热点温升(5)冷却空气入口温度与出口温升测试的温度项目在实验室环境测试时应取测点温升值；在环境实验箱中模拟真实高温和低温条件进行热测试时可取测点的温度值。6.2温度测试设备6.2.1温度传感器线径小于或等于0.20mm的标准铜-康铜或镍铬-康铜热电偶丝焊接而成的热电偶，其分度值应符合GB2903和GB4993的规定。目前公司内广泛使用的热电偶型号为TTK-30。6.2.2测试仪表温度测量的主要仪器是多路数据采集器（或记录仪），此类仪器可对多路传感器输出的微电压时域信号同时进行放大、采集、监测和记录。数据采集器分两类：(1)独立型数据采集器2对测试信号的的处理和记录等功能由独立的仪器单元完成。这类仪器的主要缺点是通道数受到限制，例如目前公司电气使用的DR130、DR230型号的测试仪的通道数有20和30通道两种。(2)扩展型数据采集器由一个主控单元同时控制一个以上的子单元，每个子单元上有数量有限的测试信号输入端。例如公司技术的DA100数据采集单元，可以同时控制达6个子单元，子单元DS600和DS400分别昀多有60和40通道数。DA100采集单元的精度为0.5级或分辨率为10的温度测量仪器，温度测量误V差为±0.5℃。使用时需要一台电脑监测、记录和处理数据。DA100主要优点是：①可满足大产品热测试的通道数要求，②可以对测点数据进行时域历史的监测，有助于判定测点温度是否达到稳定状态，③可直接将测试数据形成电子流。(3)以上是针对目前公司现有的温度测试仪器的说明，对于以后可能采购的其它型号的仪器有关性能指标和使用方法将依据具体仪器的产品资料来定。6.3溫度测试方法6.3.1热电偶测点的布点规则热电偶测点的布点规则指明在测量不同温度项目时，热电偶感温端的合理布置位置。6.3.1.1环境温度的测点布置自然对流换热时，设备外部环境温度的测试点，应布设在距各主要表面80mm处，对于高度大于800mm的机柜，在侧面高度方向上应均匀布置2点以上的测点。对于采用强迫对流换热（使用风扇）的机柜，外部环境温度可在距离空气入口80~200mm的地方测量一点或多点即可。6.3.1.1机箱表面的测点布置机箱表面温度测点应布置在机箱各表面几何中心，如果机柜高度大于800mm，则在侧面高度方向上应均匀布置2点以上的测点。使用强迫风冷散热的机柜可以不必测量表面温度。6.3.1.2元器件表面温度的测点布置方法(1)扁平封装的集成芯片表面温度的测点应布置在发热平面的几何中心。(2)半导体功率晶体管管壳温度的测点，应布置在管座距管芯昀近的热点位置上。(3)垂直放置的功率电阻器其表面温度测点应布置在垂直高度的2/3处；水平放置的功率电阻器测点布置在中间位置。(4)对于温度临界或对温度敏感的元器件表面温度，一般应在元器件表面热点附近布置两个测点，其值应取大者。(5)装有散热器的元件应将测点布置在散热器基板上部对应于元器件发热中心的位置，不能布置在翅片上。(6)其他元器件表面温度测点的位置，应视其热点情况而定。6.3.1.3设备风道的进、出口处的测点布置要求冷却空气入口、出口温度的测点，应尽量在入口、出口处与风速方向垂直的截面内布置若干个测点，各取平均值。如果时间和热电偶充足，昀好在设备内部气流的主通道上（各插框单板间，插框与插框间），沿空气流动方向均布若干个测点。36.3.1热电偶感温端的固定测试表面温度时，应保证热电偶感温端与表面间紧密接触，使接触热阻昀小；在电气方面应与被测表面保持绝缘。草测时可以使用透明胶带纸将热电偶端头固定在测点表面，这样的安装方式将使测量温度比实际值低0.5~2℃或更大。要减小这个误差，可以使用专门的导热胶将热电偶粘在表面。目前采用的胶为乐泰胶水LOCTITE416（编码XA210009）和乐泰催化剂LOCTITE7452（编码XA210008）。采用乐泰胶固定感温端的方法如下：(1)手握热电偶感温端的导线，将感温端置于被测面上。(2)另一手将适量乐泰胶滴在感温端上，然后尽快取适量的催化剂，将其涂刷于乐泰胶上面。维持5~10秒后松开。(3)热电偶探头固定在测温表面上时，必须将一段热电偶导线沿测温表面的等温线布置，这样可以消除热电偶导线本身导热而导致的测量误差。导线长度应大于10mm，如下图所示图6.1热电偶与被测表面的接触形式在将热电偶导线引出机柜/箱的路径中，应用透明胶在一些合适的位置将其固定，防止意外拉扯使热电偶探头松动，影响测量精度。6.3.2温度测试线路对于DA100测试仪器，温度测试线路如图6.2所示。其中主控单元可同时只控制6个子单元，图中仅画出一个子单元。热电偶的感温端布置在测温表面上，另外一端分正、负极接在温度数据测试仪的接线端子上。4图6.2DA100温度测试线路图对于DR230系列的独立测温仪，测试线路比较简单。只要将热电偶接线端直接接到仪器背面接线盒上的接线端子即可。读数和记录都直接在测温仪上进行。注：具体仪器的准确使用请参照响应的仪器使用说明。6.3.3热电偶的误差分析使用热电偶进行热测试过程中，下列因素会影响到它的