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Test sui prodotti dell'elettronica di consumo

From drop testing to ESS, Kistler offers comprehensive measurement technology for consumer electronics product testing.
Tecnologia di misurazione facile da usare ed economica

Il mercato dell'elettronica di consumo (3C) è altamente competitivo. I produttori sono desiderosi di garantire una qualità superiore dei prodotti, la loro sicurezza, durata, affidabilità e prestazioni. Tutto ciò è fondamentale per controllare i costi legati al ciclo di vita e alla qualità, conquistare la fiducia dei clienti e mantenere la reputazione del marchio. Le condizioni meccaniche, termiche o climatiche possono influire su un prodotto durante il trasporto, lo stoccaggio o il funzionamento.

I richiami e le richieste di garanzia sono estremamente costosi. È quindi indispensabile eseguire test approfonditi sui prodotti dell'elettronica di consumo per garantire che le specifiche garantite di un dispositivo elettronico di consumo (prodotto 3C) siano soddisfatte nell'uso quotidiano.

Le nuove tecnologie, i nuovi materiali e la tendenza persistente alla miniaturizzazione nel settore dell'elettronica di consumo stanno introducendo nuove sfide per i progettisti e nuovi scenari di test dei prodotti prima che un dispositivo possa essere lanciato sul mercato.

Strumentazione di facile utilizzo, conveniente, resistente e affidabile per il collaudo di prodotti di elettronica di consumo, in grado di garantire prestazioni adeguate alle condizioni di prova e calibrata in base alle esigenze del test

I vantaggi della tecnologia dei sensori piezoelettrici di Kistler per il collaudo dei prodotti dell'elettronica di consumo

Optimize resources

Ottimizzare le risorse

  • Resistenza: lunga durata grazie alla protezione da sovraccarico e alla stabilità alle alte temperature
  • Connettori e cavi resistenti
  • Conveniente
  • Facile da maneggiare
Maximize efficiency

Ottimizzare l'efficienza

  • Calibrazione in base alle specifiche esigenze di prova
  • Elevata precisione di misura
  • Tempi di ciclo di prova ridotti
Process reliability

Affidabilità

  • Funzionamento stabile a lungo termine in presenza di variazioni di temperatura
  • Prestazioni in linea con le condizioni di prova

Sviluppiamo e forniamo catene di misura complete e calibrate, validate per applicazioni di collaudo di prodotti di elettronica di consumo. Offriamo competenze applicative e consulenza in materia di installazione e utilizzo. Le nostre soluzioni sono economicamente vantaggiose e conformi alle più rigorose condizioni di prova ambientali.

Prove di impatto e prove di rottura rapida su materiali destinati ai prodotti 3C, con celle di carico dotate di tempi di risposta rapidi

Le celle di carico piezoelettriche miniaturizzate a 1 componente, destinate all'esecuzione di prove di impatto e prove di rottura rapida su materiali per l'elettronica di consumo, si distinguono per:

  • Longevità e resistenza grazie all'elevata capacità di sovraccarico
  • Precisione di misura basata su una linearità straordinariamente elevata
  • Tempo di risposta rapido grazie all'ampia larghezza di banda
  • Regolabili esternamente con i nostri amplificatori di carica (es. 5018A, 5167A, 5073B) per ottimizzare il campo di misura per l'applicazione e sfruttare al meglio la gamma dinamica disponibile

Che cos'è la prova dei materiali di base? Perché eseguire prove meccaniche sui materiali di base dei prodotti elettronici di consumo?

Le prove meccaniche sui materiali comprendono prove di impatto, prove di tenacità alla frattura rapida, prove di fatica, ecc. Si tratta di un processo che prevede l'esposizione di un materiale (metallo, plastica, composito, polimero) a sollecitazioni fisiche quali trazione, compressione e taglio, al fine di comprenderne le proprietà e i comportamenti. I dati ottenuti possono aiutare a determinare se un materiale è adatto a una particolare applicazione e possono anche essere utilizzati per prevedere la durata del materiale e quando potrebbe cedere. Si tratta di un mezzo efficace per affrontare la possibilità di guasti di un dispositivo elettronico di consumo sul campo.

Prove di caduta/urto su dispositivi elettronici di consumo con dinamometri dotati di tempi di risposta rapidi

È necessario conoscere l'entità della forza d'urto, l'accelerazione e l'orientamento dell'impatto nel momento in cui il prodotto entra in contatto con il suolo. La misurazione di forze d'urto elevate richiede sensori caratterizzati da elevata rigidità, linearità e bassi errori di diafonia. Forniamo soluzioni calibrate con sensori di forza e accelerometri a componente singola o multipla per misurazioni precise. I sensori piezoelettrici offrono notevoli vantaggi rispetto ai sensori a estensimetro, comunemente utilizzati anche per le prove d'urto.

Precisione insuperabile, lunga durata, ampia larghezza di banda/tempi di risposta rapidi, stabilità operativa a lungo termine, affidabilità e facilità d’uso durante le impegnative procedure di prova di caduta/urto rendono le celle di carico piezoelettriche di Kistler la scelta preferita.

I dinamometri piezoelettrici per eseguire prove di caduta/urto su dispositivi elettronici di consumo sono tipicamente composti da celle di carico piezoelettriche, caratterizzate da:

  • Longevità e resistenza grazie all'elevata capacità di sovraccarico
  • Precisione di misura basata su una linearità straordinariamente elevata
  • Risposta in frequenza della piastra di forza molto più elevata per tempi di risposta rapidi (rispetto alla tecnologia a estensimetri) grazie all'elevata rigidità
  • Intervallo di misura regolabile esternamente con un amplificatore di carica (ad es. 5018A, 5167A) per ottimizzare l'intervallo di misura per l'applicazione e sfruttare al meglio la gamma dinamica disponibile

È possibile scegliere tra:

  • Dinamometri multicomponente disponibili direttamente a magazzino
  • Celle di carico per costruire autonomamente dinamometri a 1 e 3 componenti
    • Celle di carico a 1 componente
    • Set di assemblaggio per celle di carico a 1 componente con celle integrate (93x1)
  • Custom Product Lane (CPL), il servizio speciale di Kistler per dinamometri su misura e altre apparecchiature di misura

Poiché la durata e la frequenza sono inversamente proporzionali, la piastra di forza del dinamometro deve essere progettata in modo che la frequenza naturale sia almeno da 3 a 5 volte superiore al contenuto di frequenza previsto della prova di caduta.

Accelerometro piezoelettrico per eseguire prove di caduta/urto su dispositivi elettronici di consumo (prodotti 3C):

L'accelerometro IEPE triaxiale miniaturizzato più piccolo al mondo (peso ridotto: cubo da 6 mm (0,236”), massa del sensore di 0,9 grammi con cavo leggero e flessibile (diametro esterno 1,2 mm, 3,2 grammi/m) può essere montato su unità di prova di dimensioni molto ridotte.

Che cos'è il test di caduta? Perché è importante eseguire il test di caduta sui prodotti elettronici di consumo (prodotti 3C)?

La protezione dai danni causati dalle forze d'urto generate dalla caduta rappresenta una preoccupazione fondamentale nella progettazione di prodotti elettronici di consumo indossabili o portatili. I danni possono includere la rottura dello schermo, la frantumazione del dispositivo o gravi malfunzionamenti.

Lo scopo dei test di caduta è quello di convalidare gli obiettivi di progettazione e la qualità costruttiva sulla base di possibili scenari operativi, al fine di verificarne la durata. Questi test valutano la resistenza dei prodotti alle sollecitazioni durante la manipolazione e comprendono vari scenari di prova, tra cui il trasporto (spedizione in treno, aereo, nave o auto).

I test di caduta convalidano anche i modelli analitici utilizzati durante lo sviluppo dell'elettronica di consumo. I modelli analitici consentono di valutare i progetti in modo economicamente vantaggioso senza effettuare test prima della prototipazione, il che consente di risparmiare sui costi e supporta un time-to-market più rapido dei prodotti 3C, soddisfacendo al contempo i requisiti di prezzo.

Come eseguire una prova di caduta su un dispositivo elettronico di consumo – scenario di prova

In genere si utilizza una torre di caduta composta da una piattaforma di rilascio nella parte superiore e da un dinamometro nella parte inferiore. Infine, è necessario montare anche un accelerometro triassiale sull'unità in prova.

Far cadere un dispositivo elettronico di consumo di classe 3C (laptop, smartphone, tablet) senza imballaggio esterno da varie altezze e orientamenti sulla piastra di forza del dinamometro per misurare la forza d'impatto. Confrontare le prestazioni con gli obiettivi di progettazione previsti e valutare l'unità di prova per verificare la presenza di danni.

Prove di imballaggio / prove di integrità alla caduta / prove di impatto dinamico su dispositivi elettronici di consumo mediante accelerometri capacitivi triaxiali IEPE e MEMS miniaturizzati ad ampia larghezza di banda

Le dimensioni ridotte e il peso contenuto dei nostri accelerometri consentono un montaggio flessibile dei sensori, compreso il fissaggio all’interno di imballaggi, sopra o addirittura all’interno dei prodotti stessi sottoposti a prova. Gli accelerometri MEMS consentono di misurare le condizioni di caduta libera prima dell’impatto, nonché di caratterizzare completamente l’evento di impatto stesso.

Gli accelerometri miniaturizzati triaxiali IEPE e triaxiali MEMS capacitivi, destinati all’esecuzione di prove sugli imballaggi di prodotti elettronici di consumo, sono ottimizzati per la misurazione a bassa frequenza con capacità di misurazione dinamica e presentano:

  • Longevità e resistenza grazie all'elevata capacità di sovraccarico
  • Precisione di misura basata su una linearità straordinariamente elevata
  • Idoneità a misurare impatti di lunga o breve durata con frequenze di risonanza ben al di sopra dei requisiti di larghezza di banda del segnale grazie all'elevata larghezza di banda
  • Calibrazione secondo la norma ISO 17025 per ottenere misurazioni di precisione e relative incertezze

Accelerometro per prove di caduta su prodotti 3C:

L'accelerometro IEPE triaxiale miniaturizzato più piccolo al mondo (massa ridotta: cubo da 6 mm (0,236”), massa del sensore di 0,9 grammi con cavo flessibile a bassa massa (diametro esterno 1,2 mm, 3,2 grammi/m) può essere montato su unità di prova di dimensioni molto ridotte.

Che cosa sono i test sugli imballaggi? Perché è necessario eseguire tali test per i dispositivi elettronici di consumo?

I test di imballaggio valutano come un imballaggio e il suo contenuto reagiscono agli urti durante la spedizione e la movimentazione. Questi test aiutano i produttori a correggere eventuali difetti di progettazione, migliorare la resistenza, ridurre al minimo i danni ai prodotti, le perdite e i costi associati, evitare un imballaggio eccessivo – che comporta maggiori spese per le aziende – ed evitare un imballaggio insufficiente, che mette a rischio la merce causando costi più elevati a causa della rottura dei prodotti durante il trasporto. Il test può anche aiutare a determinare la resistenza dell'imballaggio di un prodotto e indica i punti deboli strutturali e meccanici non necessariamente rilevati nei test di urto e vibrazione.

Test ESS, HASS e HALT su prodotti elettronici di consumo con accelerometri PiezoStar monoassiali e triassiali

I test HALT e HASS richiedono accelerometri dotati di estrema stabilità termica. In queste applicazioni vengono impiegati accelerometri di controllo e di risposta. Gli accelerometri di controllo servono a monitorare le vibrazioni applicate al campione in prova e sono in genere accelerometri monoassiali. Gli accelerometri di risposta misurano le vibrazioni del campione in prova generate dalle vibrazioni applicate e sono triassiali.

Accelerometri monoassiali e triassiali PiezoStar per test ESS, HASS e HALT, caratterizzati da:

  • Sensibilità alla temperatura estremamente bassa
  • Stabilità a lungo termine a temperature estese
  • Funzionamento stabile con temperature dinamiche e transitori; velocità di transizione fino a 60 °C (160 °F) al minuto, con valori estremi da –100 °C a 200 °C (da –212 °F a 392 °F)
  • Peso ridotto per evitare il carico di massa nelle strutture leggere
  • Gli accelerometri di risposta supportano fino a 2 kHz e una frequenza massima di misurazione di 10 kHz
  • Calibrazione a bassa frequenza allineata al programma di test del prodotto
  • Connettori e cavi resistenti in grado di sopportare i livelli di prova e i test di lunga durata

Che cos'è lo screening da stress ambientale (ESS, HASS, HALT)? Perché sottoporre i dispositivi elettronici di consumo a uno screening da stress ambientale?

Lo screening da stress ambientale (ESS) consiste nell'applicare sollecitazioni a un prodotto fino al suo cedimento. Una combinazione di prove di vita altamente accelerate (HALT) e screening da stress altamente accelerato (HASS), nell'ambito dei metodi di prova ESS, migliora l'affidabilità del prodotto grazie all'individuazione precoce di tali meccanismi di guasto, contribuendo a ridurre i costi di riparazione o sostituzione. L'ESS è uno strumento efficace per affrontare la possibilità di guasti di un dispositivo elettronico di consumo in campo.

Le catene di misura ESS utilizzano accelerometri di controllo, accelerometri di risposta, sistemi di acquisizione dati, condizionamento del segnale, camere climatiche, agitatori e controllori. Il processo di prova dura solitamente da 3 a 5 giorni. Comprende diverse fasi in cui l'unità in prova (UUT) viene esposta a condizioni quali:

  • Vibrazioni periodiche, vibrazioni casuali e urti
  • Sostanze termiche e cicli
  • Combinazioni di sollecitazioni termiche e vibrazioni

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