消费类电子产品测试

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

易于使用且经济实惠的测量技术

消费电子(3C)市场竞争异常激烈。制造商们都致力于确保产品具备卓越的质量、安全性、耐用性、可靠性和性能。这一切对于控制生命周期成本和质量成本、建立客户信任以及维护品牌声誉都至关重要。在运输、存储或使用过程中,机械、热或气候条件都可能对产品造成影响。

产品召回和保修索赔的成本极高。因此,对消费电子产品进行全面的测试至关重要,以确保消费电子设备(3C产品)在日常使用中能够满足其承诺的产品规格。

消费电子行业的新技术、新材料以及持续的微型化趋势,给设计师带来了新的挑战,也对产品上市前的测试方案提出了新的要求。

一款易于使用、经济实惠、经久耐用且可靠的消费电子产品测试仪器,其性能与测试条件相匹配,并根据测试需求进行了校准

基斯勒压电传感器技术在消费电子产品测试中的优势

Optimize resources

优化资源

  • 耐用性:使用寿命长,具备过载保护和高温稳定性
  • 耐用的连接器和线缆
  • 性价比高
  • 易于操作
Maximize efficiency

最大限度地提高效率

  • 根据具体测试要求进行校准
  • 高测量精度
  • 缩短测试周期
Process reliability

可靠性

  • 在动态温度条件下长期稳定运行
  • 性能符合测试条件

我们开发并提供经过全面校准且经过验证的完整测量链,专用于消费类电子产品的测试应用。我们提供应用方面的专业知识,并就安装和使用提供建议。我们的解决方案既经济实惠,又能满足严苛的环境测试条件。

利用响应速度快的称重传感器对3C产品材料进行冲击试验和快速断裂试验

用于对消费电子材料进行冲击试验和快速断裂试验的微型压电单组分称重传感器具有以下特点:

  • 凭借高过载能力,具备卓越的耐用性和抗冲击性
  • 基于极高的线性度,确保测量精度
  • 宽带宽设计,响应速度快
  • 可通过我司电荷放大器(例如 5018A、5167A、5073B)进行外部调节,以优化测量范围,充分利用可用动态范围

什么是基材测试?为何要对消费类电子产品进行基材力学测试?

材料的力学测试包括冲击试验、瞬态断裂韧性试验、疲劳试验等。该过程涉及将材料(金属、塑料、复合材料、聚合物)置于拉伸、压缩、剪切等物理应力之下,以了解其性能和行为。所得数据有助于判断材料是否适合特定应用,也可用于预测材料的寿命及其可能失效的时间。这是应对消费类电子设备在实际使用中可能发生故障的有效手段。

利用响应速度快的测力计对消费类电子设备进行跌落/冲击测试

在产品接触地面时,必须了解作用力、加速度以及冲击方向的影响。测量高冲击力需要具备高刚度、高线性度及低串扰误差的传感器。我们提供经过校准的单组分和多组分力传感器及加速度计解决方案,以实现精确测量。与同样常用于冲击测试的应变片传感器相比,压电传感器具有显著优势。

在严苛的跌落测试/冲击测试过程中,基斯勒(Kistler)的压电式称重传感器凭借无与伦比的精度、长寿命、宽带宽/快速响应时间、长期运行稳定性、可靠性以及易于操作等优势,成为首选。

用于对消费类电子产品进行跌落/冲击测试的压电测力计通常由压电式称重传感器组成,其特点包括:

  • 高过载能力带来的长寿命和抗冲击性
  • 基于极高线性的测量精度
  • 高刚度使力板的频率响应远高于应变片技术,从而实现快速响应
  • 可通过电荷放大器(如 5018A、5167A)进行外部量程调节,以优化应用的测量范围,充分利用可用的动态范围

您可以选择:

  • 现成的多组分测力计
  • 用于自行组装单组分和三组分测力计的称重传感器
    • 单组分称重传感器
    • 带集成称重传感器的单组分称重传感器组件套装(93x1)
  • 定制产品通道 (CPL),这是基斯达(Kistler)为定制测力计及其他测量设备提供的专项服务

由于时间持续度与频率成反比,因此测力计力板的设计需确保其固有频率至少比跌落测试的预期频率成分高出 3 到 5 倍。

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.

什么是跌落测试?为什么对消费类电子产品(3C产品)进行跌落测试如此重要?

针对因跌落产生的冲击力所造成的损坏进行防护,是可穿戴或便携式消费类电子产品设计中的一项重要考量。此类损坏可能包括屏幕裂纹、设备破裂或严重的功能性损坏。

跌落测试的目的是基于可能的使用场景,验证设计目标和工艺质量,从而确认产品的耐用性。该测试旨在评估产品的抗冲击能力,并涵盖多种测试场景,包括运输(通过火车、飞机、轮船、汽车进行运输)。

跌落测试还能验证在消费电子产品开发过程中使用的分析模型。分析模型允许在原型制作前以经济高效的方式评估设计,从而节省成本,支持3C产品更快上市,并满足价格定位要求。

消费类电子产品的跌落测试方法——测试方案

通常采用一种由顶部放置测试样品的平台和底部安装力测仪组成的跌落塔。最终,还需在被测设备上安装一个三轴加速度计。

将未加外部包装的3C消费电子设备(笔记本电脑、智能手机、平板电脑)从不同高度和方向坠落至测力计力板上,以测量冲击力。将测试结果与预期设计目标进行对比,并评估被测设备是否受损。

使用高带宽微型三轴IEPE和三轴MEMS电容式加速度计对消费电子产品进行包装测试/跌落完整性测试/动态冲击测试

我们的加速度计体积小、重量轻,可灵活安装,包括安装在封装内部、待测产品表面,甚至安装在待测产品内部。MEMS加速度计不仅能测量撞击前的自由落体状态,还能对实际撞击事件进行全面表征。

用于消费类电子产品封装测试的微型三轴IEPE和三轴MEMS电容式加速度计,专为低频测量和动态测量能力进行了优化,具有以下特点:

  • 凭借高过载能力,确保长寿命和抗冲击性
  • 基于极高的线性度,实现高测量精度
  • 高带宽特性使其能够测量长短时效的冲击,其共振频率远高于信号带宽要求
  • 按照 ISO 17025 标准进行校准,以实现高精度测量并控制相关不确定度

用于3C产品跌落测试的加速度计:

全球最小的微型三轴IEPE加速度计(低质量:6毫米(0.236英寸)立方体,传感器质量仅0.9克,配有低质量/柔性电缆(外径1.2毫米,3.2克/米),可安装在非常小的测试装置上。

什么是包装测试?为什么需要对消费类电子设备进行包装测试?

包装测试旨在评估包装及其内容物在运输和搬运过程中受到冲击时的反应。该测试有助于制造商解决设计缺陷、提高耐用性、最大限度地减少产品损坏、丢失及相关成本,同时避免过度包装(这会增加企业成本)和包装不足(这会危及货物安全,并因运输过程中产品损毁而导致更高成本)。该测试还能帮助确定产品包装的耐受性,并指出在冲击和振动测试中未必能检测到的结构和机械弱点。

使用PiezoStar单轴和三轴加速度计对消费类电子产品进行ESS、HASS和HALT测试

HALT 和 HASS 测试需要具备极佳温度稳定性的加速度计。此类应用中会使用控制加速度计和响应加速度计。控制加速度计用于监测施加到被测对象上的输入振动,通常为单轴加速度计。响应加速度计则用于测量被测对象因输入振动而产生的振动,通常为三轴加速度计。

PiezoStar 单轴和三轴加速度计适用于 ESS、HASS 和 HALT 测试,具有以下特点:

  • 超低温度敏感度
  • 在宽温范围内具有长期稳定性
  • 在动态温度和瞬态条件下运行稳定;温升速率高达每分钟 60 °C (160 °F),工作温度范围为 –100 °C 至 200 °C (–212 °F 至 392 °F)
  • 低质量设计,避免对轻量化结构造成质量负荷
  • 响应型加速度计支持高达 2kHz 的测量频率,上限可达 10kHz
  • 低频校准与产品测试计划相匹配
  • 坚固耐用的连接器和线缆,能够承受测试强度及长时间测试

什么是环境应力筛选(ESS、HASS、HALT)?为何要对消费类电子设备进行环境应力筛选?

环境应力筛选(ESS)是指对产品施加应力直至其失效。作为ESS测试方法的一部分,高度加速寿命试验(HALT)与高度加速应力筛选(HASS)的结合,通过早期发现此类失效机制来提高产品可靠性,从而有助于降低维修或更换成本。ESS是应对消费类电子设备在实际使用中可能发生失效的有效手段。

ESS测量链采用控制加速度计、响应加速度计、数据采集系统、信号调理装置、气候试验箱、振动台和控制器。测试过程通常持续3至5天,包含多个阶段,在此期间被测单元(UUT)将暴露于以下条件:

  • 周期性振动、随机振动和冲击
  • 恒温停留与温度循环
  • 热应力和振动应力的组合

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