浅谈GJB150A和MIL-STD-810G中的“试验中断”

熊 伊 ，姚 珂 ，江 露

（1.工业和信息化部电子第五研究所，广州 510610；2.广东省电子信息产品可靠性技术重点实验室，广州 510610；3.广东省电子信息产品可靠性与环境工程技术研究开发中心，广州 510610；4.陆军南京军代局驻上海地区军代室，上海 200000）

浅谈GJB150A和MIL-STD-810G中的“试验中断”

熊 伊1,3，姚 珂1,2，江 露4

（1.工业和信息化部电子第五研究所，广州 510610；2.广东省电子信息产品可靠性技术重点实验室，广州 510610；3.广东省电子信息产品可靠性与环境工程技术研究开发中心，广州 510610；4.陆军南京军代局驻上海地区军代室，上海 200000）

当前对环境试验中的“试验中断”提出处理要求的标准主要是GJB150系列和MIL-STD-810系列环境试验标准。GJB150A和MIL-STD-810G在旧版本的基础上，对试验中断的处理方法做出了许多修订。本文对标准中的处理办法进行了总结分析，对日常环境试验过程中可能遇到的一些中断情况和注意事项进行了阐述，并对各类环境试验中断的处理方法提出了建议。

环境试验；试验中断

引言

目前，环境试验的试验方法越来越多，不断有新的修订标准颁布，较之前的版本有不少的改进，对产品环境适应性的考核越来越全面。在环境试验方法中，试验中断的处理属于试验要求里较重要的一项内容，恰当的试验中断处理能减少过试验或欠试验的不利影响，减少争议并节约人力、时间和费用等。试验中断的处理方法与产品自身特性、试验项目、试验方法、中断原因、中断时间点、中断引起环境效应等密切相关，因此处理起来较为复杂。

现有提及“试验中断”的标准不多，仅有GJB150系列和MIL-STD-810系列环境试验标准。对于军民产品环境试验来说，在军工产品环境试验大纲中，一般都有提及“试验中断”的处理，但是除了霉菌和盐雾试验外大多只提出一般性的处理要求，没有针对不同的试验项目提出具体要求。而绝大多数民用产品环境试验不关注试验中断的影响，所以几乎所有民用标准均未涉及“试验中断”。

本文针对“试验中断”问题，详细研究了上述系列标准中的最新版本GJB150A和MIL-STD-810G对“试验中断”的修订说明，分析讨论了试验中断的原因和分类、试验中断的各种要求以及其他注意事项，为技术人员评估试验中断对产品造成的影响和做出合理的工程判断提供建议和指导。

1 试验中断的原因和分类[1]

环境试验中引起试验中断的因素主要来自试件、试验和测试设备、人员这几个方面。试验中断的原因主要有以下五种，但并不限于这五种：

1）试验设备失控，控制参数波动大，超出允差范围造成的试验中断；

2）试验设备或测试设备故障，或水电气供应突然中断导致的试验设备停机中断；

3）试验期间检查试件外观、功能性能时发现试件不工作或参数超差，试验中断；

4）试验开始后发现试验条件参数设置错误，或者发现试件（尤其是大型重型试件）安装方式不恰当甚至可能引发安全问题，试验中断；

5）试验期间，由于人员或设备协调原因无法连续做完，试验中断。

GJB 150A将试验中断分为允差内中断和超允差中断，超允差中断又分为欠试验中断和过试验中断，这和GJB 150-86的描述基本一致。MIL-STD-810G中对试验中断的分类和GJB 150A基本相同，只是在每一个试验章节都提到了试验箱故障中断和试件故障中断两种情况。试验箱故障中断分为一般要求和特殊要求，特殊要求包括欠试验中断和过试验中断。

2 试验中断处理一般要求

GJB 150A和MIL-STD-810G对于试验中断的一般处理程序都是一致的，如图1所示。

若试验发生中断，试验条件仍保持在允差范围内时，不构成一次中断，因此不需要修改试验持续时间，从中断点继续试验即可。若试验中断为超允差中断，则需要判断是欠试验中断还是过试验中断。对于欠试验中断，从低于试验条件的点继续试验，并适当延长试验时间。对于过试验中断，若无安全问题，且试件无损伤，则继续试验。若试件出现损伤，对于不可修的试件和关键部件需修复的可维修试件，则应采用新的试件重新开始整个试验；对于可修复的试件，且维修部位对试件性能无重要影响，则修复试件重新开始整个试验。一旦过试验中断导致出现安全问题，应使用新的试件重新试验[2][3]。

3 试验中断处理特殊要求

图1 试验中断循环逻辑[3]

关于试验中断处理的特殊要求，GJB 150-86只在霉菌试验项目中提到了试验中断的特殊要求，其余试验项目的中断都按一般要求中的方法处理[4]。而GJB150A则更加关注不同试验应力对试件的影响，提出所有的试验除了按照通用要求中的方法做一般处理外，低气压（高度）、高温、低温、太阳辐射、湿热、霉菌、盐雾、浸渍、加速度、积冰/冻雨、温度-湿度-振动-高度、流体污染和酸性大气试验等试验出现超允差中断时，应按相应试验章节中的特殊要求进行处理[2]。这些特殊要求的提出大大增强了试验中断处理的合理性和操作性。

MIL-STD-810G则在MIL-STD-810F的基础上对某些试验项目的试验中断条款进行了补充或修改，特别是在每一个试验章节处都增添了试验中对试件进行功能检测时因试件故障引起试验中断的情况说明，并提供了两种处理方式：第一种是替换新的试件重新从第一步开始试验；第二种是替换/维修故障或不工作的零件或组件，然后重新进行整个试验（当对故障中断进行评估时，应考虑同一试件之前经历过的试验和试验顺序的影响）[3][5]。下文将在分析GJB 150A和MIL-STD- 810G的基础上，详细阐述具体环境试验项目的中断处理要求以及其他需要注意的特殊要求。

3．1 振动试验的中断

MIL-STD-810G和GJB 150A对于振动试验的中断要求差别较大。GJB 150A中主要提到试件失效时应更换失效部件继续试验的处理。MIL-STD-810G则着重强调在中断过程中应对振动控制和响应数据进行评估以及对过试验进行风险评估[3]。这种评估是非常有必要的，因为振动系统出现中断时，可能会产生一个大量级的瞬态振动冲击，导致过试验。瞬态效应对试件的影响与试件响应特性、瞬态振动频率、量级、持续时间等因素有关。MIL-STD-810G建议进行一个基于如过试验事件的量级和持续时间，频谱分布，试验资源的花费和可用性，试验特定问题的分析等等因素的风险评估，但标准并没有给出一个具有操作性的评估指南。MIL-STD-810G还允许在振动试验中对寿命周期短的LRU进行更换，为了避免引起争议，试验前最好在相关技术文件中做出规定。此外，当振动试验欠试验中断时，应注意欠试验期间的振动量级和持续时间，并对试件进行全面的评估。允许的欠试验持续时间可参考GB 2423.56对随机振动激励允许的持续时间：方均根值低于-12 dB时无时间限制；方均根值在-12-6 dB之间时，不超过规定试验时间的1.5倍；方均根值在-6～0 dB之间时，不超过规定试验时间的10 %[6]。

3．2 太阳辐射试验的中断

太阳辐射试验的原理是基于太阳辐射环境的总的积累效应。GJB 150A和MIL-STD-810G均在太阳辐射试验的中断章节中提出若程序Ⅰ最后一个循环进行了19 h后出现中断，则可认为该试验已完成。因为这时试验至少已完成了92 %，并且在余下的试验期间温度和太阳辐射量值已减低，试件出现故障的可能性很低[2][3]。

在考虑其他相似的中断情形时，可参考太阳辐射的欠试验中断处理方式，即试验在即将完成时出现欠试验中断，而余下的试验期间试验应力很小且不太可能导致试件故障的，可认为试验已完成，但是最保险的方式仍是从中断处继续试验。

3．3 霉菌试验的中断

关于霉菌试验中断的处理方法，GJB 150和MIL 810系列标准都在较早的版本中提出，而且是较完善和科学的。中断的处理方法主要是根据温度和湿度对霉菌生长的影响情况制定的。对大多数霉菌来说，最适生长温度在25～30 ℃之间，超过或低于此间温度霉生长变得缓慢甚至停滞[7]，GJB 150A规定“温度超过40 ℃，或者温度超过31 ℃达4h或以上”就要求重新试验；环境相对湿度的降低也可能会使霉菌的生长出现衰退，一旦出现“相对湿度低于50 %”或者“相对湿度低于70 %达4 h或以上”就要求重新试验[2]。当霉菌试验出现中断时，除了应关注中断期间温度、湿度的变化和持续时间，还需仔细观察对照条上霉菌的生长情况，若发现霉菌出现衰退现象，也应重新试验。

GJB 150.10A分别给出了试验中断发生在“最初10 d”和“试验后期”的处理方法，在MIL-STD-810G中则将“10 d”和“试验后期”改为“7 d”和“25 d”，810 G显然更有操作性。但两个标准均未给出试验中期（如第7 d到25 d之间）发生中断的处理方法，而在GJB 150.10-86中则明确地将7 d后出现的中断作统一处理。

3．4 过试验中断后继续试验时间的计算问题

GJB150A在高温试验过试验中断中提出“若没有发现安全、性能和材料问题，应按以下办法处理：对于恒温试验，则应恢复中断之前的条件，并从试验允差超出点继续进行试验，试验中断期间的时间记入总的试验时间；对于循环温度试验，应从上一次成功完成的循环结束点恢复试验，过试验中断时的循环（不完整的循环）不记入总的循环数”；在低温试验过试验中断中提出“恢复中断前的试验条件继续试验。试验中断期间的时间记入总的试验时间”；在温度冲击试验过试验中断中提出“重新恢复中断前的条件继续试验，过试验期间的时间记入试验时间”[2]。

而MIL-STD-810F和MIL-STD-810G中均只提出“恢复中断前的试验条件，并且从试验容差超出点开始继续试验[3][5]”，这意味着过试验期间的时间是不记入试验时间的。

针对以上几种描述，笔者认为GJB 150A温度冲击试验中的描述最为明确而又科学，应当记入试验时间的应是“过试验期间的时间”，而不是“中断期间的时间”。计算过试验时间时应注意中断后试件温度的滞后性[8]，而不仅仅只观察试验箱上显示的温度值，试验前应尽可能在试件温度最大滞后响应的部位布置温度传感器，以更好地对试验中断做出合理处置。由于试件内部温度的时滞性，短时间试验箱温度超允差中断可能并没有引起试件内部关键部位温度产生大的变化，当确认中断没有对试件造成影响，且试验设备可在短时间内恢复正常工作时，则可按允差内或欠试验中断处理。

3．5 不太可能产生有害影响的中断问题

GJB 150A和MIL-STD-810G都提到对于淋雨、冲击、噪声等试验出现的中断，不太可能产生任何有害的影响，通常试验可以从中断点继续进行。

淋雨试验由于试验时间不长，产生的环境效应主要是水渗透试件造成试件不能工作或某些性能下降，较少出现物理损坏，因此欠应力或过应力中断均不太可能产生有害的影响。

对于冲击试验，GJB 150.18A在3.3限制中提到“由于试验设备或其他故障而引起试验意外中断的有关工程指南”：如果在冲击脉冲输入期间发生中断，一般应重新输入这个冲击脉冲，但应确认由中断的冲击脉冲而引起的应力不会造成随后的试验结果无效；在继续试验前，应对所有试验设备上因中断产生的数据进行记录并作出分析；另外，要对装备进行检查，以保证冲击试验前装备的完好性[2]。该指南实际上指出冲击试验的中断是可能产生有害影响的。在冲击试验中，试件的损伤及故障与它受激励下产生的最大应力直接相关[9]，因此应重点分析冲击响应谱。

噪声试验的环境效应主要是大幅度的空气脉动引起装备的振动，因此与振动试验类似，也应对试验中断时的瞬态响应作出评估，对过试验的各类要素进行风险评估，但这在GJB 150A和MIL-STD-810G中都没有提及。

3．6 中断时间较长的问题

试验中可能出现允差内或欠应力中断时间较长（如10 h以上）的情况，原因可能是试验设备故障中断，短时间内无法维修好，且无法找到另一台满足试验要求的设备继续试验，或者试验人员协调问题，又或者试验设备水电气供应长时间中断无法恢复等等。

对于试验原理是应力积累效应的环境试验（最典型是振动、加速度、太阳辐射试验等），由于应力效果是累积的，试验结果与中断时间长短关系不大，只要注意在中断时间内不要使试件受到额外的应力（例如发生意外的跌落冲击或将试件放到高温日照的地方存放），允差内的中断可以从中断点直接恢复。对于需要连续不断地施加应力才能达到试验效果的试验如低气压，只要出现中断就应重新试验。对于腐蚀、化学反应等环境效应的试验（如湿热、盐雾、酸性大气）则不宜长时间中断，因为干燥或不喷雾的阶段的时间长短可能对试验结果有较大的影响。

3．7 过试验后对试件评估的问题

当出现过试验中断，但又准备用同一试件继续试验时，相关的单位应仔细评估过试验中断对试件造成的不利影响，包括使用外观、功能性能以及其他合理的技术评价。在前一个试验中由于过应力而未被发现的有害影响极有可能在后面的试验中暴露出来从而引发争议，比如温度试验中由于过应力引起试件中PCB板的焊点出现了细小裂纹，在做外观和性能检查时并没有发现该问题，但在后续的振动试验中发现PCB焊点出现开裂并导致试件失效[10]。所以，在进行环境试验时，项目工程师和试验工程师们一方面需要知道产品的工作极限以及破坏极限，了解产品的故障模式和失效机理；另一方面需要有经验的工程师对过试验应力的不利影响并做出风险评估，尤其需注重中断瞬间产生的瞬态响应；另外，还可以借助其他有效的无损检测手段如声扫描显微镜、X射线无损探伤等对产品进行评估。程师等进行培训。试验中断发生时，在场人员应详细记录试验中出现的中断情况，保存中断数据以便进行分析，并将情况通报给相关单位，及时处理中断事件。

4 结论

本文分析了环境试验中试验中断的主要原因，介绍了GJB150A和MIL-STD-810G中的中断处理一般要求以及某些具体试验项目的中断特殊要求，并对试验中断的其他注意事项做了总结。最后，笔者补充三点关于环境试验中断处理的建议，供相关工程技术人员参考。

1）对于所有的试验来说，如果欠试验时产品发生了故障，则都按产品故障失效处理。如果产品经历了过试验，而未出现故障，且对产品进行全面评估，认为过试验对后续的试验无影响时，可认为产品通过了该项试验，无需重新进行试验，但应该在试验报告中说明过应力情况。

2）除了试验设备故障导致的中断外，还应注意试验中给试件施加的电应力的中断。试件通电工作时突然出现的断电可能导致试件出现意外故障，为了防止此类情况发生，最好采用UPS等安全供电设备。

3）试验单位在试验前应制定试验中断应急处理规定，对可能出现的中断情况做好评估，对试验操作人员、工

[1] 张文娟.对温度试验过程中“试验中断”和“试验中断处理的认识”[J].现代测量与实验室管理, 2010.

[2] GJB 150A,军用装备实验室环境试验方法[S]. 2009.

[3] MIL-STD-810G,环境工程考虑和实验室环境实验[S]. 2007.

[4] GJB 150,军用设备环境试验方法[S]. 1986.

[5] MIL-STD-810F,环境工程考虑和实验室环境试验[S]. 2001.

[6] GB/T 2423.56,电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Fh：宽带随机振动数字控制和导则[S]. 2006.

[7] 空军装备部综合计划部.GJB150A《军用装备实验室环境试验方法》实施指南[M].中国航空综合技术研究所, 2014.

[8] 宋洪波.温度试验中断处理的依据[J].电子产品可靠性与环境试验,2001.

[9] 王树荣,季凡渝.环境试验技术[M].电子工业出版社, 2016.

[10] Dave S.Steinberg.电子设备热循环和振动故障预防[M].航空工业出版社, 2012.

Discussion on Test Interruption in GJB150A and MIL-STD-810G

Xiong Yi1,3，Yao Ke1,2，Jiang Lu1,4
(1．CEPREI，Guangzhou 510610;2．Guangdong Provincial Key Laboratory ofElectronic Information Products Reliability Technology, Guangzhou 510610;3．Guangdong Provincial Research Center ofElectronic Information Products Reliability and Environment EngineeringTechnology, Guangzhou 510610;4．Military Representative Office in Shanghai Area of Nanjing Military Representative Bureau of Army,Shanghai 200000)

GJB150 and MIL-STD-810 series are the main standards for test int-erruption during the current environment tests. They have made many improvements in test interruption chapter based on the old edition. This paper summarizes and analyzes the solutions in standards, explains common interruption conditions and announcements in daily environment tests, and provides suggestions for handling the test interruption as well.

environment test; test interruption

TG172

A

1004-7204(2017)04-0151-05

熊伊（1988.7-），男，学士，助理工程师，研究方向：电子产品可靠性与环境试验。