一、概述

    為評(píng)價(jià)元器件、設(shè)備、系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)輸、存儲(chǔ)、使用環(huán)境下的性能，將電子電工產(chǎn)品（包括材料、元器件等）暴露在特定環(huán)境中進(jìn)行試驗(yàn)，這樣的一種評(píng)估產(chǎn)品的可靠性和質(zhì)量的試驗(yàn)稱為 環(huán)境試驗(yàn)。
    通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的缺陷從而可以提供產(chǎn)品質(zhì)量方面的信息，是質(zhì)量保證的重要手段。環(huán)境試驗(yàn)作為評(píng)價(jià)材料和產(chǎn)品在自然環(huán)境條件下的環(huán)境適應(yīng)性和可靠性的一種重要手段，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、開(kāi)發(fā)新材料、研制新產(chǎn)品、掌握產(chǎn)品存儲(chǔ)使用壽命起到關(guān)鍵性的作用，在新科技開(kāi)發(fā)領(lǐng)域具有重要的價(jià)值。
    環(huán)境試驗(yàn)可分為自然環(huán)境試驗(yàn)及人工模擬試驗(yàn)。其中，自然環(huán)境試驗(yàn)又可分為天然暴露試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)天然暴露試驗(yàn)是試驗(yàn)。運(yùn)行將產(chǎn)品或材料在自然氣候條件下暴露，考核其環(huán)境適應(yīng)性，試驗(yàn)期間試驗(yàn)樣品一般不工作，試驗(yàn)的時(shí)間很長(zhǎng)，評(píng)估其結(jié)果往往需要很多年后，天然暴露試驗(yàn)準(zhǔn)確、嚴(yán)格、真實(shí)，其結(jié)論比較權(quán)威，多為國(guó)家或大的工業(yè)集團(tuán)所采用?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行試驗(yàn)多由于試驗(yàn)設(shè)備受到各種限制，無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)，即使能夠試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)也不可能完全真實(shí)地模擬現(xiàn)場(chǎng)的使用環(huán)境，為了進(jìn)行真實(shí)的考核，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境試驗(yàn)，以補(bǔ)充試驗(yàn)室的不足，充分驗(yàn)證設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境中的可靠性與環(huán)境適應(yīng)性。人工模擬試驗(yàn)即實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)，通常在模擬環(huán)境條件的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，試驗(yàn)樣品在人工模擬創(chuàng)造的某種氣候環(huán)境或機(jī)械環(huán)境中試驗(yàn)。人工模擬試驗(yàn)不僅具有與天然暴露試驗(yàn)相似的優(yōu)點(diǎn)，而且能加速試驗(yàn)過(guò)程，大大縮短試驗(yàn)時(shí)間，其環(huán)境應(yīng)力、負(fù)載條件的施加都可以控制在容差范圍內(nèi)，保證全部試驗(yàn)在受控條件下進(jìn)行，故重現(xiàn)性良好，具有強(qiáng)可比性。其缺點(diǎn)是受到設(shè)備的限制，一般是試驗(yàn)一些體積較小、質(zhì)量較小的產(chǎn)品，且有時(shí)對(duì)真實(shí)的綜合環(huán)境的模擬性比較差。

    二、天然暴露試驗(yàn)

    天然暴露試驗(yàn)是將樣品（產(chǎn)品或材料）在自然環(huán)境條件下進(jìn)行暴露和測(cè)試。這種試驗(yàn)的周期長(zhǎng)，通常要在兩年以上。
    天然暴露試驗(yàn)可分為無(wú)氣候防護(hù)試驗(yàn)和有氣候防護(hù)試驗(yàn)兩種。無(wú)氣候防護(hù)是指樣品在室外暴露，直接受氣候影響。有氣候防護(hù)是指在一定防護(hù)條件下的試驗(yàn)暴露，又可分為完全氣候防護(hù)和部分氣候防護(hù)。完全氣候防護(hù)是指在空調(diào)和半空調(diào)室內(nèi)暴露，能保護(hù)樣品免受氣候直接影響。部分氣候防護(hù)是指在棚下、掩蔽所內(nèi)暴露，僅能部分保護(hù)產(chǎn)品免受氣候直接影響。
    天然暴露試驗(yàn)可在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行，也可以在定期運(yùn)行或滿負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行，視試驗(yàn)的要求而定。通過(guò)天然暴露試驗(yàn)，可以獲得產(chǎn)品在自然環(huán)境條件下電參數(shù)的變化規(guī)律、失效情況、失效水平和失效原因，還可以了解產(chǎn)品制造過(guò)程中材料、工藝、涂覆層等性能的穩(wěn)定性和防護(hù)能力。
    天然暴露試驗(yàn)可以為研究人工模擬試驗(yàn)方法及其轉(zhuǎn)換關(guān)系提供數(shù)據(jù)資料，還可以用來(lái)驗(yàn)證和比較加速試驗(yàn)的有效性。
    天然暴露試驗(yàn)也存在許多不足之處，例如，試驗(yàn)條件不能控制，每年同一季節(jié)的氣候及其他因素總有不同程度的變化，因而在一定程度上影響了試驗(yàn)的再現(xiàn)性。其次是試驗(yàn)周期長(zhǎng)，有時(shí)跟不上產(chǎn)品的發(fā)展。

    三、人工模擬試驗(yàn)

    天然暴露試驗(yàn)是將樣品長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境條件下進(jìn)行測(cè)試?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行試驗(yàn)是將樣品裝置在各種典型的使用現(xiàn)場(chǎng)并使它處于正常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試。這兩種試驗(yàn)都能直接反映產(chǎn)品實(shí)際使用中的性能和可靠性，也是驗(yàn)證人工模擬試驗(yàn)準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)。但是試驗(yàn)周期都較長(zhǎng)，花費(fèi)人力物力大，并且前者試驗(yàn)條件不能控制，影響試驗(yàn)的再現(xiàn)性，且有時(shí)跟不上產(chǎn)品的發(fā)展；后者數(shù)據(jù)反饋慢。因此，為了在較短時(shí)間內(nèi)能鑒定產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，在科研和生產(chǎn)工作中多采用人工模擬環(huán)境試驗(yàn)，即在實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)設(shè)備（箱或室）內(nèi)模擬一個(gè)或多個(gè)環(huán)境因素的作用，并予以適當(dāng)?shù)膹?qiáng)化。人工模擬試驗(yàn)的試驗(yàn)條件的確定，要求既能模擬環(huán)境中主要因素影響的真實(shí)性，又能在時(shí)間上起一定的加速作用，但是加速的程度不應(yīng)改變產(chǎn)品實(shí)際損壞機(jī)理的規(guī)律。為此，人工模擬試驗(yàn)的試驗(yàn)條件和方法必須與產(chǎn)品環(huán)境條件的等級(jí)、數(shù)值有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)。
    電子電工產(chǎn)品在運(yùn)輸、存儲(chǔ)、使用過(guò)程中所經(jīng)受的環(huán)境條件是多種多樣、錯(cuò)綜復(fù)雜的。影響產(chǎn)品的環(huán)境因素可分為如下幾種：
    （1）氣候條件：高低溫、濕度、氣壓、風(fēng)、雨、冰霜等。
    （2）機(jī)械條件：沖擊、振動(dòng)、搖擺、恒定加速度等。
    （3）生物條件：霉菌、有害動(dòng)物、海洋生物等。
    （4）輻射條件：太陽(yáng)輻射、電磁輻射、核輻射等。
    （5）化學(xué)活性物質(zhì)：硫化氫、二氧化硫、鹽霧等。
    （6）機(jī)械活性物質(zhì)：沙粒、塵等。
    人工模擬試驗(yàn)就是將上述環(huán)境因素在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)重現(xiàn)出來(lái)。然而，這不是一件簡(jiǎn)單的事情，特別是上述這些因素對(duì)產(chǎn)品的作用往往不是單一的，而經(jīng)常是多種環(huán)境因素同時(shí)作用在產(chǎn)品上。例如，在濕熱帶地區(qū)，高溫、高濕、霉菌是同時(shí)并存而起作用的。又如，機(jī)載電子設(shè)備在高空受到低溫、低壓、振動(dòng)的綜合作用。
    通過(guò)不斷的實(shí)踐，總結(jié)出了如下兩種人工模擬方法：
    （1）重現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件；
    （2）重現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響。
    前者指實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境條件及其變化和現(xiàn)場(chǎng)的一樣，后者是指實(shí)驗(yàn)室人工模擬試驗(yàn)的結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件對(duì)產(chǎn)品影響的結(jié)果等效。由于重現(xiàn)環(huán)境條件在技術(shù)、經(jīng)費(fèi)、時(shí)間上往往存在一些問(wèn)題，有時(shí)甚至無(wú)這種必要。因此，當(dāng)前大多數(shù)人工模擬試驗(yàn)都采用重現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響，根據(jù)影響來(lái)制定試驗(yàn)方法。
    目前按上述方法制訂的人工模擬試驗(yàn)方法有如下幾種。
    1）單因素試驗(yàn)
    單因素試驗(yàn)是指一次試驗(yàn)中只有一個(gè)環(huán)境因素作用在樣品上。這種試驗(yàn)易于模擬，試驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單，試驗(yàn)費(fèi)用低，應(yīng)用廣泛。目前有 高溫試驗(yàn)、低溫試驗(yàn)、溫度變化試驗(yàn)、濕熱試驗(yàn)、低氣壓試驗(yàn)、太陽(yáng)輻射試驗(yàn)、鹽霧試驗(yàn)、霉菌試驗(yàn)、二氧化硫試驗(yàn)、硫化氫試驗(yàn)、浸水試驗(yàn)、淋雨試驗(yàn)、砂塵試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、碰撞試驗(yàn)、傾跌與翻倒試驗(yàn)、跌落試驗(yàn)、彈跳試驗(yàn)、正弦振動(dòng)試驗(yàn)、隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)、地震試驗(yàn)、聲振試驗(yàn)、搖擺試驗(yàn)、恒定加速度試驗(yàn)和運(yùn)輸試驗(yàn)等。
    2）綜合試驗(yàn)
    綜合試驗(yàn)是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的環(huán)境因素同時(shí)作用在樣品上。這種試驗(yàn)比較復(fù)雜，試驗(yàn)費(fèi)用高，但模擬真實(shí)，不少在單因素條件作用下不易暴露的缺陷，在綜合試驗(yàn)中便暴露出來(lái)。這種試驗(yàn)?zāi)壳坝懈叩蜏?低氣壓試驗(yàn)、低溫/振動(dòng)試驗(yàn)、高溫/振動(dòng)試驗(yàn)和振動(dòng)/溫度循環(huán)/潮濕試驗(yàn)等。
    3）組合試驗(yàn)
    組合試驗(yàn)是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的環(huán)境因素按一定的規(guī)律組合后依次作用在樣品上。這種試驗(yàn)要明確規(guī)定兩個(gè)相鄰環(huán)境因素之間的間隔時(shí)間，因?yàn)樗鼘?duì)試驗(yàn)結(jié)果有顯著的影響。目前，這種試驗(yàn)有溫度-濕度-高度試驗(yàn)等。
    人工模擬試驗(yàn)與天然暴露試驗(yàn)相比，可以加速和強(qiáng)化試驗(yàn)，因此節(jié)省時(shí)間，不受季節(jié)的影響，隨時(shí)都可以進(jìn)行，試驗(yàn)參數(shù)易控制，再現(xiàn)性好。不足之處是當(dāng)條件和試驗(yàn)程序選擇不當(dāng)時(shí)，會(huì)使試驗(yàn)失真，以致得出錯(cuò)誤的結(jié)論。所以，人工模擬試驗(yàn)的有效性取決于選擇的試驗(yàn)條件和方法、試驗(yàn)技術(shù)、試驗(yàn)結(jié)果的分析。

    四、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行試驗(yàn)

    現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行試驗(yàn)是將產(chǎn)品放在實(shí)際使用條件下進(jìn)行考核。產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行期間，受到各種環(huán)境因素的綜合作用，因此，比單一或組合試驗(yàn)更能暴露產(chǎn)品存在的問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行試驗(yàn)的結(jié)果是真實(shí)的，也是有說(shuō)服力的?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行試驗(yàn)可以驗(yàn)證人工模擬試驗(yàn)，許多產(chǎn)品在人工模擬試驗(yàn)中沒(méi)有暴露出來(lái)的缺陷，往往會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行試驗(yàn)中暴露出來(lái)。但現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行試驗(yàn)存在周期長(zhǎng)、數(shù)據(jù)反饋慢等不足，所以，通常是可靠性要求高的產(chǎn)品才進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行試驗(yàn)。

來(lái)源：可靠性雜壇