一、概述

    為評價元器件、設（shè）備、係統在實（shí）際的運輸、存儲（chǔ）、使用環境下的性（xìng）能，將電子（zǐ）電工（gōng）產品（包括材料、元器件等）暴露（lù）在特定環境中進行試驗，這樣的一種評（píng）估產品的可靠（kào）性和質量的試驗稱為 環境試驗。
    通過（guò）試驗發現產品的缺陷從而可以（yǐ）提供產品質量方麵的信息，是質（zhì）量（liàng）保（bǎo）證的重要手段。環境試驗作為評價材料和產品在自然環境條件下的環境適（shì）應性和可靠性的一種重要手段，對提高產品質（zhì）量、開發新材料、研製新產品、掌握產品存儲使用壽（shòu）命起到關鍵性的作用，在新科技開發領域具有重要的價值。
    環境試驗可分為自然環境試（shì）驗（yàn）及人工（gōng）模擬（nǐ）試驗。其中，自然環境（jìng）試驗又可分為天然暴露試驗和現場天然暴露試驗是試驗。運行將產品或材料在自然氣候條件下暴露，考核其環境適應性，試驗期間（jiān）試驗樣品一般不（bú）工作，試驗的時間（jiān）很長，評估其結果往往需要（yào）很多年後，天然（rán）暴露試驗準確、嚴格、真實，其結論比較權威，多為國家或大的工業集團（tuán）所采用。現場運行試驗多由（yóu）於試（shì）驗設備受到各種限製，無法（fǎ）在實驗室中進行環境試驗，即使能夠（gòu）試驗（yàn），實驗室試驗也不可能完全真（zhēn）實地模擬現場的使用環境，為了進行真實的考（kǎo）核，需要進行現場環境試（shì）驗，以（yǐ）補充試驗室的不足，充分驗證設備在現場使用環境中的可靠性與環境適應性。人工模擬試驗即實驗室環境試驗，通常在（zài）模擬環境條（tiáo）件（jiàn）的實驗室中進行，試驗樣品在人工模擬創造的（de）某種氣候環境或機（jī）械環境中試驗。人工模擬試驗不僅具（jù）有與天然暴露試（shì）驗相似的優點，而且能加速試驗過程，大（dà）大縮短試（shì）驗時間，其環（huán）境應力、負載條件的施加都可（kě）以控製在容差範圍內，保證全部試驗在受控條件下進行，故重現性良好，具有（yǒu）強可比性。其缺點（diǎn）是受（shòu）到設（shè）備的限製，一般是試驗一些體積（jī）較小、質量較（jiào）小（xiǎo）的產品，且有（yǒu）時對真實的綜合環境的模擬（nǐ）性比（bǐ）較差。

    二、天然暴露試驗

    天然暴露試驗是將樣品（產品或材料）在自然環境條件下進行暴露（lù）和測（cè）試。這種試驗（yàn）的周期長，通常要在兩年以上。
    天然暴露試驗可分為無氣候防護試驗和有氣候防護試驗（yàn）兩種。無氣候防（fáng）護是指（zhǐ）樣品在室外暴露，直接受氣（qì）候影響。有氣候防護是指在一（yī）定防護條件下的試（shì）驗暴（bào）露，又（yòu）可分（fèn）為完全氣候防護和部分氣候防護。完全氣候（hòu）防護（hù）是指在空調和半空（kōng）調室內（nèi）暴露，能保護樣（yàng）品免受氣候直接影響。部分（fèn）氣（qì）候防護是指在棚下、掩蔽所內暴露，僅能部分保護產（chǎn）品（pǐn）免受氣候直接影響。
    天然暴露（lù）試驗可在靜（jìng）止狀態下進行，也可（kě）以在定期運行或滿負（fù）荷狀態下進（jìn）行，視試驗的要求而（ér）定。通過天然暴露試驗，可以獲（huò）得（dé）產品在自然環境條件下電（diàn）參數的變化（huà）規（guī）律、失效情況、失效水平（píng）和失效原因，還（hái）可以了解產品製造過程中材料、工藝、塗覆層等性能的穩定性和防（fáng）護能力。
    天（tiān）然暴露試驗可以為研究（jiū）人工模擬試驗方法及其轉換關（guān）係提供（gòng）數（shù）據資（zī）料，還可以用來驗證和比較加速試驗的（de）有效性。
    天然暴露試驗也存在許多不足之處，例如，試驗條件不能控製，每年同一季節的氣候及其他因素總有不同程度的變化，因而在一定程度（dù）上影響了試驗的再現性。其次是試驗周期長，有時跟不上產品的發展。

    三、人工模擬試驗

    天然暴露試驗是將樣品長（zhǎng）期暴露在自（zì）然環境條件下進行測試。現場運行試（shì）驗是（shì）將樣品裝置在各種典型的（de）使用現場並（bìng）使它處於正常運行狀態（tài）進行測試。這兩種試驗（yàn）都能（néng）直接反映產品實際使用中的性能和可靠性，也是驗（yàn）證人工模擬試驗準確性（xìng）的基礎。但是試驗（yàn）周期都較長（zhǎng），花費人（rén）力物力大，並且前者試驗條件不能控製，影響試驗的再現性，且有時跟不上產品的發展；後者數據反饋慢。因此，為（wéi）了在較短時間內能鑒定產品對環境的適應能力（lì），在科研和生產工作中多采（cǎi）用人（rén）工模擬環境試（shì）驗，即（jí）在實驗室的試驗（yàn）設備（箱或室）內模擬（nǐ）一個或多個環（huán）境因素的（de）作用，並予以適當的強化。人工模擬試驗的試驗條件的確定，要求既（jì）能模擬環境中主（zhǔ）要因素影響的真實（shí）性（xìng），又能在時間（jiān）上起一定（dìng）的加速作用，但（dàn）是加速的（de）程度不應改變產品實際損壞機理的規律。為此，人工模擬（nǐ）試驗的試驗條件和方法（fǎ）必須與產品環（huán）境條件的等級、數值有機地聯係起來。
    電子電工產品（pǐn）在運輸、存儲、使用過程中所（suǒ）經（jīng）受的環境條件是多種多樣、錯綜複雜的。影響產品的（de）環境（jìng）因素可分為如下幾種：
    （1）氣候條件：高低溫、濕度（dù）、氣壓、風、雨、冰霜（shuāng）等。
    （2）機（jī）械條件：衝擊、振動（dòng）、搖擺、恒定（dìng）加速度等。
    （3）生物條件：黴菌、有害動物、海洋（yáng）生物等。
    （4）輻射條（tiáo）件（jiàn）：太陽（yáng）輻射、電磁輻射、核輻射等。
    （5）化學活性物質：硫化氫、二氧化硫、鹽霧等。
    （6）機械活性物質：沙粒、塵等。
    人工模（mó）擬試驗就是（shì）將上述環（huán）境因素在實驗室內重現出來（lái）。然而，這不是（shì）一件（jiàn）簡（jiǎn）單的事情，特別是上述這些（xiē）因素（sù）對產品的作用往往不是單一的（de），而經常是多種環境因素同時作用在（zài）產品上。例如，在濕熱帶地區，高溫、高濕、黴菌是同時並存而起作用的。又如，機載電（diàn）子設備在高空（kōng）受到（dào）低溫、低壓（yā）、振動的綜合作（zuò）用。
    通過（guò）不斷的實踐，總（zǒng）結出了如下兩種人工模擬方（fāng）法（fǎ）：
    （1）重現現場的環境條件；
    （2）重現（xiàn）現場環境的影響。
    前者指實驗室的環境（jìng）條件及其（qí）變化和現場的一樣，後者是指實驗室人工模擬試驗的結果與現場環（huán）境條件對產品影（yǐng）響的結果等效。由於重現（xiàn）環境條件在技（jì）術、經費、時間上往往存在一些問題，有時甚至無這種必要。因此，當前大多數人工模擬試驗都采用重現（xiàn）現場環境（jìng）的影響，根（gēn）據影響來製定試驗方法。
    目（mù）前按上述方法製訂的人（rén）工模擬試驗方法有如下幾種。
    1）單因素試驗
    單因（yīn）素試驗是指一次試（shì）驗中隻有一個環境因素（sù）作用在樣品上。這種試驗易於模擬，試驗設備簡單，試（shì）驗費用低，應用廣泛。目前有 高溫試驗、低溫試驗（yàn）、溫度變化試驗、濕熱試驗、低氣壓試驗、太陽輻射試驗、鹽霧試驗、黴菌試驗、二（èr）氧化硫試驗、硫化氫試驗、浸水試驗、淋雨試驗、砂塵試（shì）驗（yàn）、衝擊試驗、碰（pèng）撞試驗、傾跌與翻（fān）倒試（shì）驗、跌落試（shì）驗、彈跳（tiào）試驗、正弦振動試驗、隨機振動試驗、地震試驗、聲振試驗、搖擺試（shì）驗、恒（héng）定加速度試驗和運輸試驗等。
    2）綜合試驗
    綜合試驗（yàn）是指（zhǐ）兩個或兩個以上的環（huán）境因素同時作用在樣（yàng）品上。這種（zhǒng）試驗比較複雜，試驗費用高，但模擬（nǐ）真實，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（bào）露出來。這種試驗目前有高低溫/低氣（qì）壓試驗、低溫/振動試驗、高溫/振動試驗和振動/溫度（dù）循（xún）環（huán）/潮濕試驗等。
    3）組合（hé）試驗
    組合（hé）試（shì）驗是指兩個或兩個以上的環境因素按一定的規律組合後（hòu）依次作用在樣品（pǐn）上。這種試驗要明確規定兩個相鄰環境因素（sù）之間的（de）間隔時間，因為它對試驗結果有顯著的影響。目前，這種試驗有溫度-濕度-高度試驗等。
    人工模擬試（shì）驗與天然暴露試驗（yàn）相比，可以加速和強化試驗，因此（cǐ）節省時間，不受季節的影響，隨時（shí）都可以進行，試驗（yàn）參數易（yì）控製，再現性好。不足之處（chù）是當條件和試驗程序選擇不當時（shí），會（huì）使試驗失真，以致得（dé）出錯誤的結（jié）論。所以，人工模擬試驗的（de）有效性取決於選擇的試驗條件和方法、試驗技術、試驗結果（guǒ）的分（fèn）析。

    四、現場運（yùn）行試（shì）驗

    現場（chǎng）運行試驗是將產品放在實際使用條件下進行考核。產品在現場運行期間，受到各種環境因素的綜合作用，因此，比單（dān）一或組合試（shì）驗更能暴露產品存在（zài）的問題。現場運行試（shì）驗的結果（guǒ）是真實（shí）的，也是有說服力的。現場運行試驗（yàn）可以驗證人工模擬試驗，許多（duō）產品在人工模擬（nǐ）試（shì）驗中沒有暴（bào）露出（chū）來的缺陷，往往會（huì）在現場運行試驗中暴露出來（lái）。但現場運行試驗存在周期（qī）長、數據反饋慢等（děng）不足，所以（yǐ），通常是可靠性要求（qiú）高的產品才進行現場運行試驗。

來源：可靠性雜壇