电子设备设计研发中常见的四类问题

 电子设备的研发机构里，有两大难题，一是如何快速增加设计经验;二是最好能在实验室就把潜在问题测出来?测试什么项目?施加什么应力?测试结果如何判定?

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测试方法有四种：模拟测试、电子仿真、计算分析、规范审查。其中模拟测试是测试用例研究的核心内容。模拟测试用例的设计从环境因素、人的因素、关联设备三个方面展开。测试用例的设计基于标准符合性测试、用户现场模拟测试、组合应力测试、基于失效机理的应力测试、应力变化率测试、单一故障测试……

1、环境因素：

工作高温、工作低温、存贮高温、存贮低温、工作最高湿度、存贮最高湿度、工作最低湿度、存贮最低湿度、温度冲击极限温度和恢复时间、最高海拔高度和大气压、大气成分的氧浓度硫化物、振动的频率/振幅/加速度、碰撞的加速度/周期、坠落的高度、风速/风向、砂尘灰尘、淋雨或泼溅对电路和运动摩擦的影响、散热环境是否密闭、散热通道的走向、盐雾的浓度、潮湿霉变导致电路板漏电流增加或短路、动植物的昆虫进入机器、化学物质(酒精擦拭、药物腐蚀)、照明状态(黑暗、白天、阴天)、光闪影响、空间尺寸、环境噪声的水平和频率、污染物(油污、毛发、花粉)、清洗擦拭或消毒、工作电源AC、DC的波动范围和波动频率、电网接地、设备应用环境附近是否有电磁发射站、共用设备中存在电磁干扰设备、高压线或变压器、电压波动、阻性负载、感性负载、容性负载、较强谐波干扰、机柜的避雷措施、自然静电和操作静电的等级、防静电措施是否充分;

2、人的因素

列举使用者职业的范围、性别、年龄、健康状况、身高、体重、视力、听力、触觉、力量、耐力、距离、操作姿势、正常工作心理状态、异常工作心理状态、注意力、受教育程度、外语能力、专业知识、理解能力、培训效果、培训周期、培训素材有效性、相互干扰、共同作用、操作团队的一致性、责任心

3、关联设备

输入能量的类型、范围、变化的程度、导致输入能量变化的因素、指令、形式、信号类型;

输出部分的量值、输出能力符合设计输入及标准要求、精度、精度符合设计输入、标准、监测(功能实现、精度、适用范围)、异常输出的保护措施、输出能量的显示

控制部分：按钮(可单手操作、端面尺寸合适、操作生效有触感、操作范围适度、按钮尽可能在显示信息右侧、不同功能按钮防错按措施、按钮操作的舒适度)、键盘鼠标(放置合适，固定有效)、触模屏(触摸有效性、定位精确、触摸屏响应时间)、显示信息在左侧，操作信息在右侧、操作范围(单手操作、右手原则)、开关(易于发现、动作有效、误操作防护措施)

4、设备本身

报警部分：报警优先级要求、报警形式(声、光、文字、动作、振动)、报警提示后有无保护动作、听觉报警噪声水平、受背景噪声影响、噪声频段不少于两段、报警查觉距离、报警信息读取距离、报警信息查觉失效的动作感知与振动感知;

软件界面：菜单位置符合实际及习惯、菜单级数不超过三级、常用功能位置、主要参数显示在同一界面、不同功能图标应区别明显、快速功能键操作步骤不超过两步、信息显示适合一般视力条件及使用实现情况、颜色分配(不可太杂3种以内、颜色字体显示内容体现主次、界面字体颜色考虑光线因素、长时间观察界面、字体颜色考虑视觉疲劳)、复杂操作提供提示信息且提示信息位置应就近指示或指示有效、主参数与辅助参数颜色字体区别对待体现主次

结构方面：倾斜可能，碰撞后倾斜可能、提拎舒适度，吊装、配合使用设备组装后重心应稳定、信号互连线缆的拉力、锐边、尖角、避免突出部分、悬臂结构、悬臂结构受力损坏、结构变形、附件连接防接错措施、信号连接公母口的触电防静电、电源连接LNG防错、正负极防错、电源线与信号线防错措施、连接强度要求、连接件强度适度、装配定位措施、电池防反设计、长时间不用取出提示、充电保护设计、装卸简单无需工具、拆卸不易损坏、密封设计与使用情况的合理性、密封设计与使用情况的合理性、密封材料的老化

标识符号：符号正确、符号符合用户认识水平、符号标识位置的可视性、符号标准颜色、文字母语原则、专业及习惯因素、国家规定、语言误解可能、图标提示信息、快速提示提示卡(铭牌)可视易懂;

器件输出能力：器件寿命、频繁使用器件、关键器件可靠性评估结果、功率、负荷、持续工作时间、最大应力、使用寿命，更换要求、温度、湿度、气压等要求、器件之间配合度(各器件之间输入输出设计合理性评估)。

举例说明，比如：

第一步：我们知道应用环境下会有振动，振动强度的指标是多少自己去想，电路板的潜在虚焊或氧化会在用户现场震动中导致失效;

第二步：我们分析电路板，虚焊最容易在哪些地方发生?焊锡多的地方、重的地方、焊盘小焊锡少的地方、无铅焊接的地方;异金属连接的地方

第三步：结合上面的表格，找到能激发此类问题的应力，温度冲击+次数、温度+时间，另外还有振动应力能激发的失效。

第四步：设计测试用例，对电路板在不带电状态下做温度循环和温度冲击试验，温度(以不会激发器件损伤性失效的上限温度为上限基准，下限同理)和次数(可自己定义或参考相关标准)选择好，然后就是具体的试验操作了。