原创 机电产品系统测试如何开展？(1)

在与技术管理人员的沟通中，经常被问到两个问题，第一个如何快速提升年轻工程师的设计经验；第二个是如何在实验室就能把产品的潜在问题测出来？测试什么项目？施加啥样的应力？测出来的结果如何判定？今天的文章就重点讨论后者。

首先先明确一下，单靠测试，有些问题是永远发现不了的。所以仅将问题的激发失效焦点放在测试上是不能全部解决问题的。举例如下图1：

 假设放大倍数为1

（读者兄弟们阿，原谅我的无聊吧，实在是为了比较容易说明问题和便于计算，才设定放大倍数为1的），误差为±10%。那么R1和R2的精度选什么等级的呢？5%到底够不够呢？从感觉上来看，似乎应该没问题。下面我们推导来看看：

                                        Vo / Vi = R2 / R1，

把误差考虑进去得（1-10%）≤R2 / R1≤（1±10%），R1、R2取相同的值R，但加上其误差和温度系数导致的阻值总变化假设为△R，则R2 / R1会出现两种极端情况，

（R+△R）/（R-△R），此时放大倍数最大，应该 倍数max≤110%；

（R-△R）/（R+△R），此时放大倍数最小，应该 倍数min≥90%。

有兴趣读者可以计算一下，△R≤4.76% * R。选择5%精度的电阻在特定情况下（R1正误差最大和R2负误差最大的时候）是不能保证防大电路精度的。

如此的话，假设我们有个电路就是这样设计的，电阻精度选择了±5%，在电阻不在上述极端配对情况的时候，试想谁有办法通过实验手段激发出此电路的问题？但谁也不能否认此电路的原理性问题是仍然存在的。大家可能会有疑问了，既然部分隐患通过实验根本发现不了，那咋办呢？给出产品测试的四种路径分别是：

1.       工程计算和容差分析（上面示例电路通过容差分析很容易把问题找出来）

注意一点，不是所有电路都需要做这个分析的，重点放在放大电路、限流电阻、上

拉下拉电阻等对器件参数比较敏感的地方。

2.       设计规范审查

有些设计有问题，按照常规的经验和分析，能比较轻易地避免一些可能诱发潜在隐患的机会，比如电解电容布局在散热片的上方，散热片的热气自然的会影响到电解电容的环境温度，电解电容有一个失效机理就是电解液干涸，其激发的应力就是温度和时间。虽然，这个现象通过实验也能激发出来，但需要的应力较大，且试验时间较长，有的时候，经过较长试验时间，故障并未出现。但如果通过设计规范审查，将可能避免此类涉及的问题。

就像大风天避免在楼下走，窗玻璃被刮掉容易伤人；雷雨天不要在树下，容易受到雷击… … 不在河边走，自然少湿鞋。

3.       模拟测试（这是测试部分的内容，下面将会重点介绍）

4.       电子仿真（为了避免花费较大，又能快捷的发现隐患，现在较常见的软件工具是热设计仿真、电磁兼容结构设计仿真、信号完整性仿真，此部分不在本文中详述）。

工程计算和容差分析、设计规范审查另有文章介绍，本文余下的重点将是模拟测试的用例设计和失效机理方面的内容… …

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