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IEC 60068-2-33-1971.pdf

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一、标准概述

IEC 60068-2-33 是国际电工委员会发布的一项环境测试标准，全称为《环境试验 第2部分：试验——温度变化试验指南》。该标准最初于1971年发布，1978年发布了第一版修正案。

该标准的主要目的是为电子电工产品在温度变化环境下的测试提供指导，帮助评估产品在快速或缓慢温度变化条件下的适应能力和可靠性。它并不是为了测试产品在恒温下的性能，而是专门针对温度变化过程中可能出现的物理或电气性能变化。

二、适用范围

该标准适用于：

• 电子设备和电子组件

• 在运输、存储或使用过程中可能经历温度急剧变化的设备

• 需要评估其机械结构、电气性能在温度变化下是否稳定的产品

例如：

• 设备从室内高温环境突然移至室外低温环境

• 设备被雨水或冷水突然冷却

• 航空设备在机外暴露于快速温度变化

• 制造过程中可能引起的温度冲击

三、试验条件与所需仪器

测试类型：

标准中定义了三种测试方法：

• 试验 Na：快速温度变化（空气介质）

• 试验 Nb：快速温度变化（可测量性能）

• 试验 Nc：快速温度变化（水介质，即“两槽法”）

主要参数：

• 高温（$T_B$）与低温（$T_A$）

• 温度差 $D=T_B-T_A$

• 暴露时间 $t_1$

• 转换时间 $t_2$

• 测试循环次数

所需仪器：两箱冷热冲击试验箱

• 两箱法设备：两个独立控制的温箱（高温箱和低温箱）

• 水槽法设备：两个水温控制的槽（用于试验 Nc）

• 温度记录仪：监测样品表面和内部温度

• 时间控制器：精确控制暴露和转换时间

四、恢复条件

测试结束后，样品需在标准实验室环境下进行恢复，以确保测试结果不受后续环境影响。如果测试中使用了液体介质（如水），需确保样品干燥后再进行最终性能评估。

五、试验过程与要求

基本流程：

1. 初始测量：记录样品的电气与机械性能

2. 放置样品：将样品置于高温或低温环境中

3. 保持时间：确保样品内部温度稳定（通常 $t_1\ge 2.5\tau$ 或 $5\tau$，其中 $\tau$ 为热时间常数）

4. 快速转换：在两箱之间转换，时间 $t_2\le 0.05\tau$

5. 循环测试：重复上述过程指定次数

6. 最终测量：测试结束后再次评估性能

关键要求：

• 转换时间应尽可能短（通常2–3分钟）

• 若样品较大，可适当延长转换时间，但需满足 $t_2\le 0.05\tau$

• 测试过程中可进行实时性能监测（尤其是试验 Nb）

六、设备要求

• 温箱或水槽应能精确控制温度

• 温度均匀性应满足标准要求

• 若使用液体介质，需注意其热传导特性可能与水不同

• 设备应能记录温度变化曲线和转换时间

七、其他注意事项

• 测试严重性与以下因素正相关：

• 温差越大

• 温度变化速率越快

• 热传递机制越强

• 测试选择应基于实际使用环境，不应过度测试

• 温度变化测试常作为测试序列的一部分，后续可能接振动、湿热、密封性等测试

• 对于对水敏感的产品，应避免使用水槽法，或改用其他液体介质

• 测试设计应考虑样品的结构、材料、热容量和热传导特性

结语

IEC 60068-2-33 为电子电工产品在温度变化环境下的可靠性评估提供了科学的方法与指导。正确理解并应用该标准，有助于在产品设计阶段发现潜在缺陷，提升产品质量与耐久性。

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