一、低温环境的典型效应

所谓低温环境效应，指的是产品处于低温环境时，温度对产品的安全性、完整性和性能所产生的影响。进行低温试验的目的，是为了验证产品在低温环境下能否安全、正常地使用。

下表罗列了高温和低温两种情况下的环境典型效应

二、低温试验的目的与意义

GJB 150.4A-2009

3.1 目的

本试验的目的在于评价在贮存、工作和拆装操作期间，低温条件对装备的安全性、完整性和性能的影响。

GB/T 2423.1-2008

1 范围

GB/T 2423的本部分规定的低温试验适用于非散热和散热试验样品。试验Ab和试验Ad与早期版本无实质性的差异，增加试验Ae的目的主要是检测那些要求在整个试验过程包括降温调节期间都要通电运行的设备。

 

本低温试验的目的仅限于用来确定元件、设备或其他产品在低温环境下使用、运输或贮存的能力。

本低温试验不能用来评价试验样品耐温度变化的能力和在温度变化环境下的运行能力，在这种情况下，应采用GB/T 2423.22。

GJB 150.4-86

确定军用设备在低温条件下贮存和工作的适应性。

三、低温试验分类

GJB 150.4A-2009

7.2 试验程序

7.2.1 程序I——贮存

……

7.2.2 程序II——工作

……

7.2.3 程序III——拆装操作

……

GB/T 2423.1-2008

本低温试验方法细分为以下几种：

——非散热试验样品低温试验：

试验Ab，温度渐变。

——散热试验样品低温试验：

试验Ad，温度渐变；

试验Ae，温度渐变，试验样品在整个试验过程通电。

四、严酷等级

GB/T 2423.1-2008

6.6.1 温度（℃）：-65、-55、-50、-40、-33、-25、-20、-10、-5、+5

6.6.2 持续时间（h）:2、16、72、96

各种标准规定的严酷等级

五、试验设备要求

1、风速：

MIL-STD-810F、GJB 150.4-86、GB/T 2423.1-2008要求一致，低温试验要求产品附近的气流速度不能超过1.7m/s。

GJB 150.4A-2009 6.1.2 除装备的平台环境已证明使用其他速度是合理的，并且要防止在试件中产生与实际不符的热传递外，试件附近的风速不应超过1.7m/s。

2、温度变速率：

MIL-STD-810F低温试验要求试验箱变化速率小于等3℃/min;

GJB 150.4-86要求试验箱内温度变化速率小于等于10℃/min。

GJB 150.4A-2009 6.2.2 温度变化速率除另有规定外，为防止温度冲击的效应，应控制温度变化速率不超过3℃/min。

GB/T 2423.1-2008升降温速率：≤1℃/min（不超过5min时间的平均值），若无其它规定不应超过10℃/min；

3、产品安装要求：

MIL-STD-810F明确提出低温试验中，受试产品之间、受试产品与试验箱壁之间至少应有15cm的距离。

GB/T 5170.2-2018中规定，底层和顶层测量点与靠近的设备内壁的距离为各自连长的1/10（遇有风道时，是指与送风口和回风口的距离），但最大距离不大于500mm，最小距离不小于50mm。如果设备带有样品架或样品车时，下层测量点可布放在样品车上方10mm处；中间层测量点与靠近的设备内壁的距离分别为各自边长的1/10和1/2。

GB/T 2423.1-2008 6.1 与散热试验样品的尺寸和数量相比，试验箱应该足够大。

GJB 150.1A 3.9试验准备 C）若试件包括数个具有完整功能的独立单元，则可对各单元分别进行试验。若对各单元一并进行试验，且机械、电气和射频接口允许时，则各单元及单元与试验箱内壁间至少应保持15cm的距离，以确保空气能正常循环。

一般来说，对于发热试样，其体积不大于试验箱有效容积的十分之一；不发热试样，其体积不大于试验箱有效容积的五分之一。

在受试样品安装时，应将其放置在试验箱（室）内的搁架或专门制作的样品架上。除支点外受试样品应被自由空气包围。禁止将受试样品放置于箱底或实心垫板上。

六、试样的监测

MIL-STD-810F低温试验中，其试验过程与GJB 150比较明显的区别是在试验全过程中产品表面或产品内部安装温度传感器，测量产品温度稳定的时间。

GJB 150.4A-2009

6.2.3 温度测量

在试件内或试件上安装温度传感器，以测量温度稳定数据。

6.2.4 温度记录

若需要，应连续记录试验箱和试件的温度。

七、低温试验的顺序

在低温试验中，应首先进行低温贮存试验，其次是低温工作试验，最后是低温拆装试验。低温试验与其它试验的顺序建议遵循2个原则。一个原则首先施加对产品损伤最小的试验环境以节省其寿命，遵循这种原则时，低温试验应尽早进行。另一个原则是应用能最大程度暴露迭加效应的环境，遵循这种原则时，应在动力学试验（如振动和冲击）之后进行低温试验。

八、参考资料

GJB 150.4A-2009

GJB 150.1A-2009

GJB 150.4-86

MIL-STD-810F

GB/T 2423.1-2008

IEC 60068-2-1：2007

MIL-STD-810F低温试验方法研究 

林琳，张熙川，叶涛 中航西飞自控所 2010