浅谈电子产品硬件测试

2022-10-26

对硬件产品进行测试, 尤其是针对核心环节或零部件, 或是之前的测试中出现过的类似情况, 测试阶段需要进行反复重点排查, 对异常状况或故障进行及时分析, 排除因人为因素产生的误差或错误, 测试的全过程中, 应严格遵循人、机、料、法、环、测的六字要诀, 提升测试的可靠性。

一、测试归类

(1) 性能测试。顾名思义, 即对电子产品或设备的常温性能 (如电性能、光性能、色度学指标、声学指标等) , 属于最常规的测试, 是验证电子产品质量优劣的重要指标。通常在稳定情况下进行性能测试, 检测产品允许的使用范围、电源适应性、功耗等, 明确产品安全运行的条件, 发现产品的缺陷, 后续通过改进结构或用料优化产品的性能 (2) 电磁兼容。电磁兼容 (EMC) , 指的是对电子产品在电磁场方面干扰大小 (EMI) 和抗干扰能力 (EMS) 的综合评定, 是产品质量最重要的指标之一, 电磁兼容的测量由测试场地和测试仪器组成。它包括电磁干扰和电磁敏感度两部分, 电磁干扰测试是测量被测设备在正常工作状态下产生并向外发射的电磁波信号的大小来反应对周围电子设备干扰的强弱。电磁敏感度测试是测量被测设备对电磁骚扰的抗干扰的能力强弱。电磁干扰主要包括辐射发射和传导发射。电磁兼容测试的目的是为了验证电子产品在面对复杂的电磁环境时, 阻挡和规避其他电磁环境对其正常使用的影响。本质上是“设备和系统在其电磁环境中能正常工作且不对环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力”。 (3) 环境试验。电子产品的使用经常会面临极端恶劣的环境, 对一些关键领域的电气设备来说, 在这些严酷的环境下能否正常使用至关重要。常规的环境试验包括:储存温度变化、高低温工作、潮热、盐雾、粉尘、防水等。环境试验的目的是为了保证产品在规定的寿命期间, 在预期的使用、运输或贮存的环境下, 保持功能可靠性而进行的活动。是将产品暴露在自然的或人工的环境条件下经受其作用, 以评价产品在实际使用, 运输和贮存的环境条件下的性能, 并分析研究环境因素的影响程度及其作用机理。 (4) 可靠性试验。与环境试验相类似, 可靠性测试也是为了评估产品在规定的寿命期间内, 在预期的使用、运输或储存等所有环境下, 保持功能可靠性而进行的活动。不同的是, 可靠性涉及的试验种类更多, 环境更复杂, 如振动、跌落、高压静电、压力、拉力、寿命、水平针焰、垂直燃烧、灼热丝等。影响硬件可靠性试验的因素很多, 元件失效、设计不当、工艺问题都可能会极大地影响试验的结果。 (5) 安全。安全是电子产品测试中最重要的测试之一, 很多研发企业有专门的安规工程师负责产品的安全测试和评估。安全试验通常为检测电气设备、元器件和绝缘工、器具性能而进行的一系列相关试验。只有在涉及安全时才进行此项试验, 安全试验不要求对产品的性能作出评判。安全试验通常有:绝缘电阻、接地电阻、漏电流、抗电强度等。安全试验的重要性不言而喻, 以电力系统为例, 电力系统包括众多的电气设备, 有些电气设备的故障甚至会威胁到整个系统的安全供电。电力生产的实践证明, 对电气设备按规定开展检测试验工作, 是防患于未然, 保证电力系统安全、经济运行的重要措施之一。

二、测试级别

受限测试资源和测试时间, 按照测试内容的重要性进行分类, 先测试重要性高的条目。客户等级不同, 对于测试的要求也不同。需要测试的条目不一样, 甚至同一条目的测试结果要求也不一样。

(一) 单元测试

单元测试的是一个电子产品中最小的单元, 对模块中的重要设计路径进行测试。单元测试的任务是:1.接口的测试;2.对模块内部的数据结构进行测试;3.对执行通路进行测试。

(二) 集成测试

集成测试是在单元测试的前提下进行测试的, 也称为组装测试。就是将进行过单元测试的物品拼接起来, 组成一个整体, 测试他们的接口部位, 在实际过程中就是将这些单元组合成整体, 最后测试这些组件是否满足要求。集成测试一定要在单元测试全部做好之后再进行测试, 不然就会对集成测试的效果造成很大的影响, 加大代码错误。

(三) 系统测试

系统测试是所有测试的最后一个步骤, 也是最关键的一个步骤, 将经过集成测试的软件组合起来成为一个这部分整体, 与系统连接起来, 在运行状态下进行测试, 以此来保证产品的正常使用。

三、测试细节

(1) 作为测试人员, 我们需要理解设计的原理和关键技术, 关注重要性能参数, 但不是替换他们做设计工作, 而是从研发的角度, 考虑如何测试才能最好地保证产品质量 (准确, 可操作性, 重复性, 以及高效) 。一款优秀的电子产品, 测试和研发是同等重要的。 (2) 硬件产品的测试既需要精密的设备保障, 又需要测试人员缜密的操作。人员应在测试过程中规范测试方法和测试案例, 获得独立权威的测试结果, 保证产品质量。寻求提高测试可操作性和可重复性, 提升测试效率和质量。推广测试方法, 推动测试严谨规范。 (3) 学习测试中有效控制误差的方法, 评估测试结果的不确定度, 在有条件时应进行人员比对和机构比对, 使测试结果的误差降到尽可能低的水平。

四、结语

信息时代, 电子产品的发展瞬息万变, 制造企业的发展也面临越来越多的挑战, 一方面要面对越来越多同类型企业的强力竞争, 另一方面又要对成本、人员、产品、生产链进行严格管控, 不可谓压力不大。但电子产品的竞争终究会回归本源——质量的比拼, 因此对电子产品的硬件环节进行严谨的测试, 既是企业对客户对自身的一种负责, 也为电子产品企业未来的发展定下基调、指明航向——质量高于一切。

摘要：随着信息时代的发展, 人们对电子产品的硬件质量的要求日益提升。近年来智能化产品的普及, 更是使得越来越多的企业在研发阶段对硬件测试人员的需求已经超过了软件开发人员的需求, 因此制造企业开始注重产品的硬件测试环节。硬件测试的目的, 不仅仅是为了发现问题, 更重要的是对问题分析和记录, 寻求合适的解决问题的方法, 以期在今后避免这类问题的发生, 并且继续优化电子产品的性能。

关键词：电子产品,硬件测试,测试分类