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From drop testing to ESS, Kistler offers comprehensive measurement technology for consumer electronics product testing.

Testes de produtos eletrónicos de consumo

Tecnologia de medição fácil de utilizar e económica

O mercado da eletrónica de consumo (3C) é altamente competitivo. Os fabricantes estão empenhados em garantir uma qualidade superior dos produtos, bem como a sua segurança, durabilidade, fiabilidade e desempenho. Tudo isto é fundamental para controlar os custos do ciclo de vida e da qualidade, conquistar a confiança dos clientes e manter a reputação da marca. Condições mecânicas, térmicas ou climáticas podem afetar um produto durante o transporte, o armazenamento ou o funcionamento.

As recolhas e os pedidos de garantia são extremamente dispendiosos. Realizar testes exaustivos aos produtos de eletrónica de consumo é, por isso, indispensável para garantir que as especificações garantidas de um dispositivo de eletrónica de consumo (produto 3C) são cumpridas na utilização diária normal.

As novas tecnologias, os novos materiais e a tendência persistente para a miniaturização na indústria da eletrónica de consumo estão a introduzir novos desafios para os designers e para os cenários de teste de produtos antes de um dispositivo poder ser lançado no mercado.

Instrumentação fácil de utilizar, económica, duradoura e fiável para o teste de produtos de eletrónica de consumo, que oferece um desempenho adequado às condições de teste e que é calibrada de acordo com as necessidades do teste

Vantagens da tecnologia de sensores piezoelétricos da Kistler para o teste de produtos de eletrónica de consumo

Optimize resources

Otimizar recursos

  • Durabilidade: longa vida útil com proteção contra sobrecargas e estabilidade a altas temperaturas
  • Conectores e cablagem resistentes
  • Económico
  • Fácil manuseamento
Maximize efficiency

Maximizar a eficiência

  • Calibração de acordo com os requisitos específicos de teste
  • Elevada precisão de medição
  • Tempo de ciclo de teste reduzido
Process reliability

Fiabilidade

  • Funcionamento estável a longo prazo em condições de temperatura variável
  • Desempenho em conformidade com as condições de ensaio

Desenvolvemos e fornecemos cadeias de medição completas e calibradas, validadas para aplicações de ensaio de produtos de eletrónica de consumo. Oferecemos conhecimentos especializados e aconselhamento sobre a instalação e utilização. As nossas soluções são económicas e adaptadas a condições de ensaio ambientais exigentes.

Ensaios de impacto e ensaios de fratura rápida de materiais para produtos 3C com células de carga com tempo de resposta rápido

As células de carga piezoelétricas miniatura de 1 componente, destinadas a realizar ensaios de impacto e ensaios de fratura rápida em materiais de eletrónica de consumo, distinguem-se por:

  • Longevidade e resistência devido à elevada capacidade de sobrecarga
  • Precisão de medição baseada numa linearidade extraordinariamente elevada
  • Tempo de resposta rápido devido à ampla largura de banda
  • Ajustáveis externamente com os nossos amplificadores de carga (ex. 5018A, 5167A, 5073B) para otimizar a gama de medição para a aplicação, de modo a utilizar da melhor forma a gama dinâmica disponível

O que é o ensaio de materiais de base? Por que razão se realizam ensaios mecânicos de materiais de base em produtos eletrónicos de consumo?

Os ensaios mecânicos de materiais incluem o ensaio de impacto, o ensaio de tenacidade à fratura rápida, o ensaio de fadiga, etc. Trata-se de um processo que envolve a exposição de um material (metal, plástico, compósito, polímero) a esforços físicos, como tensão, compressão e cisalhamento, para compreender as suas propriedades e comportamentos. Os dados obtidos podem ajudar a determinar se um material é adequado para uma aplicação específica e também podem ser utilizados para prever a vida útil do material e quando este poderá falhar. Trata-se de um meio eficaz para abordar a possibilidade de falhas de um dispositivo eletrónico de consumo no terreno.

Testes de queda/impacto em aparelhos eletrónicos de consumo com dinamómetros de resposta rápida

É necessário conhecer a força de impacto, a aceleração e a orientação do impacto quando o produto entra em contacto com o solo. A medição de forças de impacto elevadas requer sensores com elevada rigidez e erros de linearidade/baixa interferência. Fornecemos soluções calibradas de sensores de força e acelerómetros, tanto de componente único como multicomponente, para uma medição precisa. Os sensores piezoelétricos oferecem vantagens consideráveis em relação aos sensores de extensiômetro, que também são frequentemente utilizados em ensaios de impacto.

Precisão inigualável, longa vida útil, ampla largura de banda/tempo de resposta rápido, estabilidade operacional a longo prazo, fiabilidade e fácil manuseamento durante procedimentos exigentes de ensaios de queda/impacto fazem das células de carga piezoelétricas da Kistler a escolha preferida.

Os dinamómetros piezoelétricos para realizar ensaios de queda/impacto em eletrónica de consumo são tipicamente compostos por células de carga piezoelétricas, apresentando:

  • Longevidade e resistência devido à elevada capacidade de sobrecarga
  • Precisão de medição baseada numa linearidade extraordinariamente elevada
  • Resposta em frequência muito superior da placa de força para um tempo de resposta rápido (em comparação com a tecnologia de extensómetros) graças à elevada rigidez
  • Faixa de medição ajustável externamente com um amplificador de carga (por exemplo, 5018A, 5167A) para otimizar a faixa de medição para a aplicação, de modo a utilizar da melhor forma a faixa dinâmica disponível

Pode escolher entre:

  • Dinamómetros multicomponentes prontos a usar
  • Células de carga para construir os seus próprios dinamómetros de 1 e 3 componentes
    • Células de carga de 1 componente
    • Conjuntos de montagem de células de carga de 1 componente com células de carga integradas (93x1)
  • Custom Product Lane (CPL), o serviço especial da Kistler para dinamómetros personalizados e outros equipamentos de medição

Como a duração e a frequência são inversamente proporcionais, a placa de força do dinamómetro precisa de ser concebida de forma a que a frequência natural seja pelo menos 3 a 5 vezes superior ao conteúdo de frequência esperado do ensaio de queda.

Piezoelectric accelerometer to perform drop/impact testing on consumer electronics (3C products):

World's smallest miniature triaxial IEPE accelerometer (low mass: 6 mm ( 0.236”) cube, 0.9 gram sensor mass with low mass/flexible cable (1.2 mm OD, 3.2 gram/m) can be mounted to very small test units.

What is drop testing? Why is it important to perform drop testing on consumer electronic products (3C products)?

Protection against damages caused by the impact forces loaded through dropping is an important concern for the design of wearable or portable consumer electronic products. The damage may include cracking of the screen, break in the device or severe functional damage.

The purpose of drop testing is to validate the design goals and workmanship based on possible operational scenarios to verify durability. It addresses the handling survivability of products and encompasses various testing scenarios including transportation (shipment via train, plane, ship, car). 

Drop testing also validates analytical models which are also used during the development of consumer electronics. Analytical models allow to cost-effectively evaluate designs without testing prior to prototyping which saves costs and supports faster 3C product time to market and satisfying price point requirements. 

Como realizar um teste de queda num dispositivo eletrónico de consumo – cenário de teste

Normalmente, utiliza-se uma torre de queda composta por uma plataforma de lançamento na parte superior e um dinamómetro de força na parte inferior. Por fim, deve ser montado também um acelerómetro triaxial na unidade em teste.

Deite um dispositivo eletrónico de consumo 3C (portátil, smartphone, tablet) sem embalagem externa a partir de várias alturas e orientações sobre a placa de força do dinamómetro para medir a força de impacto. Compare o desempenho com os objetivos de conceção pretendidos e avalie a unidade de teste quanto a danos.

Ensaios de embalagem / ensaios de integridade contra quedas / ensaios de impacto dinâmico de produtos eletrónicos de consumo com acelerómetros capacitivos triaxiais IEPE e MEMS de alta largura de banda

O tamanho reduzido e o baixo peso dos nossos acelerómetros permitem uma montagem flexível dos sensores, incluindo a sua instalação no interior de embalagens, sobre ou mesmo no interior dos próprios produtos em teste. Os acelerómetros MEMS permitem a medição das condições de queda livre antes do impacto, bem como a caracterização completa do próprio evento de impacto.

Os acelerómetros triaxiais IEPE e os acelerómetros capacitivos triaxiais MEMS em miniatura, destinados à realização de testes de embalagem em produtos eletrónicos de consumo, estão otimizados para medições de baixa frequência com capacidades de medição dinâmica, apresentando:

  • Longevidade e resistência devido à elevada capacidade de sobrecarga
  • Precisão de medição baseada numa linearidade extraordinariamente elevada
  • Adequação para medir impactos de longa ou curta duração com frequências de ressonância bem acima dos requisitos de largura de banda do sinal, devido à elevada largura de banda
  • Calibração de acordo com a norma ISO 17025 para realizar medições de precisão e determinar as incertezas associadas

Acelerómetro para ensaios de queda de produtos 3C:

O mais pequeno acelerómetro IEPE triaxial miniatura do mundo (baixa massa: cubo de 6 mm (0,236”), massa do sensor de 0,9 gramas com cabo de baixa massa/flexível (1,2 mm de diâmetro exterior, 3,2 gramas/m) pode ser montado em unidades de ensaio muito pequenas.

What is packaging testing? Why should packaging testing be performed for consumer electronic devices?

Packaging testing assesses how a package and its contents react to impacts during shipping and handling. The test helps manufacturers address design flaws, improve durability, minimize product damage, loss, and associated costs, avoid over-packaging, which is more expensive for businesses, avoid under-packaging, which endangers goods resulting in higher costs due to the destruction of products during transportation. The test can also help determine the survivability of a product's packaging and indicates structural and mechanical weaknesses not necessarily detected in shock and vibration tests.

Testes ESS, HASS e HALT em produtos eletrónicos de consumo com acelerómetros PiezoStar de eixo único e triaxiais

Os ensaios HALT e HASS requerem acelerómetros com extrema estabilidade térmica. Estas aplicações utilizam acelerómetros de controlo e de resposta. Os acelerómetros de controlo são utilizados para monitorizar a vibração aplicada ao objeto de ensaio e são, normalmente, acelerómetros de eixo único. Os acelerómetros de resposta medem a vibração do objeto de ensaio resultante da vibração aplicada e são triaxiais.

Acelerómetros PiezoStar de eixo único e triaxiais para ensaios ESS, HASS e HALT, com as seguintes características:

  • Sensibilidade ultrabaixa à temperatura
  • Estabilidade a longo prazo em temperaturas estendidas
  • Operação estável com temperatura dinâmica e transientes; taxas de transição de até 60 °C (160 °F) por minuto, com extremos de –100 °C a 200 °C (–212 °F a 392 °F)
  • Baixa massa para evitar sobrecarga em estruturas leves
  • Os acelerómetros de resposta suportam até 2 kHz e um limite superior de 10 kHz de medição
  • Calibração de baixa frequência alinhada com o programa de testes do produto
  • Conectores e cabos duráveis que resistem aos níveis de teste e a testes de longa duração

O que é o ensaio de resistência ambiental (ESS, HASS, HALT)? Por que razão se realiza o ensaio de resistência ambiental em dispositivos eletrónicos de consumo?

A avaliação de resistência ambiental (ESS) consiste em aplicar tensões a um produto até que este falhe. Uma combinação de Testes de Vida Altamente Acelerados (HALT) e Avaliação de Resistência Altamente Acelerada (HASS), como parte dos métodos de teste ESS, melhora a fiabilidade do produto através da deteção precoce desses mecanismos de falha, ajudando a reduzir os custos de reparação ou substituição. A ESS é um meio eficaz para abordar a possibilidade de falhas de um dispositivo eletrónico de consumo em condições reais de utilização.

As cadeias de medição ESS utilizam acelerómetros de controlo, acelerómetros de resposta, sistemas de aquisição de dados, condicionamento de sinal, câmaras climáticas, agitadores e controladores. O processo de teste demora normalmente entre 3 a 5 dias. Compreende várias fases em que a unidade em teste (UUT) é exposta a condições como:

  • Vibração periódica, vibração aleatória e choque
  • Períodos de permanência e ciclos de temperatura
  • Combinações de tensões térmicas e de vibração

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