IEC 60068-2-64:2019是国际电工委员会发布的环境试验标准，规定了宽带随机振动试验方法（Test Fh）及导则，用于验证试样在运输或使用环境（如飞机、航天器、陆地车辆等）中承受随机振动时，其功能和结构完整性不会出现不可接受的退化。

二、适用范围

IEC 60068-2-64:2019适用于评估电工电子产品及设备在运输、储存和使用过程中承受宽带随机振动时的结构完整性与功能可靠性，覆盖频率范围通常为20Hz～2000Hz，广泛应用于消费电子、汽车电子、医疗器械、航空航天及工业设备等领域。

三、试验条件与所需仪器

试验条件

川至仪器振动试验台

• 频率范围
  标准要求覆盖 5 Hz ~ 2000 Hz，确保全面覆盖运输环境中的低频大幅振动与高频微振动，部分场景可按需扩展。

• 功率谱密度
  以加速度谱密度 ASD表征振动能量在频率域的分布，是整个试验最核心的输入参数。标准附录提供运输环境谱、车载设备谱、建筑物安装谱等多种预设谱形，也支持自定义。

• 总均方根加速度
  典型范围 0.1 ~ 28 g rms，具体依据产品类别和运输方式确定，直接反映振动整体激烈程度。

• 试验持续时间
  通常 30 分钟至数小时，最长可达 24 小时，依据累积疲劳损伤需求合理设定。

• 振动方向
  X、Y、Z 三轴向依次独立施加，优先测试样品最脆弱方向的三个正交轴，全面评估各方向抗振能力。

• 控制容差
  PSD 控制误差带为 ±1.5 dB，总 Grms 偏差需控制在规定范围内，确保试验的重复性与可比性。

• 横向运动比
  台面横向运动与主轴向运动之比 ≤ 30%，需在固定点附近测量，避免横向耦合干扰试验结果。

• 控制方式
  支持单点控制和多点控制。

所需仪器

• 振动台
  伺服液压或电动振动台，宽频带、大推力，台面尺寸适配样品，频率响应覆盖 5~2000 Hz 以上。

• 数字振动控制器
  实时处理传感器信号并生成驱动波形，实现 PSD 谱形的精确闭环控制，是试验的"大脑"。

• 功率放大器
  将控制信号放大至驱动振动台所需的功率等级，是控制器与振动台之间的桥梁。

• 多通道加速度传感器
  包括控制点加速度计、检查点加速度计、响应点加速度计，通常布设不少于 5 个测点。

• 电荷放大器 / 信号调理器
  将加速度计输出的微弱电荷信号转换为可采集的电压信号，确保信号质量。

• 数据采集系统
  多通道同步采集，实时记录加速度、位移、频率等数据，采样频率满足奈奎斯特定理，支持长时程存储。

• 横向运动比传感器
  监测台面横向振动，确保横向比 ≤ 30%，数据用于验证试验有效性。

• 试验夹具 / 固定装置
  将样品刚性固定于振动台面，模拟实际安装结构，螺栓扭矩严格控制，避免夹具引入额外共振。

• 动态信号分析仪
  实时 FFT 分析、传递函数计算、阶次跟踪，辅助试验过程监控。

• 环境监控设备
  温度、湿度记录仪，确保试验环境条件可追溯。

四、试验过程与要求

试验目的

• 本试验旨在模拟产品在公路、铁路、航空等运输过程中承受的随机振动环境，验证产品在运输及储存阶段的结构完整性与功能可靠性。

• 通过在实验室中复现真实路况的振动能量分布，提前发现产品在包装、结构设计、连接件等方面的潜在弱点，将事后客诉转化为出厂前的质量把控，降低运输破损率与售后成本。

试验设备

1. 振动台（核心设备）
   伺服液压或电动振动台，宽频带、大推力，台面尺寸适配被测样品，频率响应覆盖 5~2000 Hz 以上，是施加振动激励的执行机构。

2. 数字振动控制器
   实时处理传感器信号并生成驱动波形，实现 PSD 谱形的精确闭环控制，是整个试验的"大脑"，控制精度可达 ±1.5 dB。

3. 功率放大器
   将控制信号放大至驱动振动台所需的功率等级，是控制器与振动台之间的功率桥梁。

4. 多通道加速度传感器
   包括控制点加速度计（监测台面输出）、检查点加速度计（固定点附近）、响应点加速度计（样品关键位置），通常布设不少于 5 个测点。

5. 电荷放大器 / 信号调理器
   将加速度计输出的微弱电荷信号转换为可采集的电压信号，确保信号质量。

6. 数据采集系统
   多通道同步采集，实时记录加速度、位移、频率等数据，采样频率满足奈奎斯特定理，支持长时程存储。

7. 试验夹具 / 固定装置
   将样品刚性固定于振动台面，模拟实际安装结构，螺栓扭矩严格控制，避免夹具引入额外共振。

8. 动态信号分析仪
   实时 FFT 分析、传递函数计算，辅助试验过程监控。

9. 环境监控设备
   温度、湿度记录仪，确保试验环境可追溯。

试验过程

1. 第一步：样品准备与预检
   试验前对待测样品进行外观检查和功能初测，确认无明显损伤或缺陷。根据产品实际使用状态，确定优先测试轴——选取样品最脆弱方向的三个正交轴（X、Y、Z）作为测试方向。如为已包装产品，需结合 IEC 60068-2-47 执行包装运输测试。

2. 第二步：参数设定与谱形选择
   依据产品类别和实际工况，从标准附录中选取或自定义 PSD 谱形，设定频率范围（5~2000 Hz）、总均方根加速度 Grms（0.1~28 g rms）、试验持续时间（30 分钟~24 小时）、控制方式（单点或多点）、非高斯参数（峰度可调）等核心参数。

3. 第三步：样品安装与传感器布设
   将样品刚性固定于振动台面，模拟实际安装状态。布设不少于 5 个加速度传感器测点：控制点位于参考点用于闭环控制，检查点位于固定点附近用于验证，响应点位于样品重心及关键位置用于记录实际振动响应。

4. 第四步：执行振动试验
   启动数字振动控制器，按设定 PSD 谱形实时闭环控制，X、Y、Z 三轴向依次独立施加。试验过程中实时监控 PSD 谱形偏差、总 Grms、横向运动比，以及样品有无异常振动、异响或可见损伤。

5. 第五步：试验后检测与报告
   试验结束后立即对样品进行外观检查和功能复测，必要时辅以超声波扫描、红外热成像等非破坏性检测手段。最终生成完整的试验报告，记录全部测试条件、过程数据及结果分析。

试验要求

• 频率范围
  覆盖 5 Hz ~ 2000 Hz，确保全面覆盖运输环境中的低频大幅振动与高频微振动。

• PSD 控制精度
  控制误差带 ±1.5 dB，总 Grms 偏差在规定范围内，确保试验的重复性与可比性。

• 振动方向
  X、Y、Z 三轴向依次独立施加，每个轴向完成全部试验后再切换下一轴向。

• 控制方式
  支持单点控制（参考点信号）和多点控制（多检查点算术平均或比较技术），根据样品结构复杂程度选择。

• 横向运动比
  台面横向运动与主轴向运动之比 ≤ 30%，在固定点附近测量，避免横向耦合干扰。

• 非高斯随机振动
  引入峰度（Kurtosis）、偏度（Skewness）参数，峰度可调（高斯分布 = 3），更真实模拟碎石路等极端运输工况。

• 采样频率
  满足奈奎斯特定理，配合抗混叠滤波器与高分辨率 ADC，确保高频段数据不失真。

• 试验顺序
  三轴向依次独立施加，如产品有特殊要求可按客户指定顺序执行。

五、恢复条件

恢复步骤

1. 试验完成后，先按设定程序逐步降低振动量级至零，切勿直接关机，避免瞬时冲击造成二次损伤，随后关闭振动台与控制器，保持设备通电散热。

2. 样品从振动台面取下后，不可立即进行功能测试，先在原试验环境中静置 15~30 分钟，让因振动摩擦产生的残余热量初步散失，避免热膨胀导致尺寸偏差影响检测结果。

3. 随后将样品转移至标准恢复环境中，恢复温度为 15 ℃~35 ℃，恢复相对湿度为 25 %~75 % RH，确保环境温度波动不超过 ±2 ℃，避免温度骤变对电子元器件造成热冲击。

4. 在标准恢复环境中静置规定时间，典型恢复时间为 1 小时~24 小时，大型或高热容量样品可延长至 48 小时，小型或低热容量样品可缩短至 30 分钟，具体恢复时间须依据产品技术条件明确规定。

5. 恢复完成后，按顺序进行外观检查（裂纹、松动、鼓包、焊点开裂等）、尺寸检查（关键尺寸是否永久变形）、功能复测（与试验前数据逐项对比）以及必要的内部非破坏性检测（超声波扫描、红外热成像、X光等）。

6. 最后完整记录恢复环境条件、检测结果及与试验前数据的对比分析，生成符合 CMA/CNAS 要求的检测报告。

关键要求

• 恢复环境必须可控，温度和湿度须在规定范围内且稳定，不能将样品随意放置在实验室任意位置，建议使用恒温恒湿箱或空调房间并配备温湿度记录仪全程监控。

• 恢复时间必须充足，这是导致试验后检测数据偏差的最常见原因，样品内部残余热量未完全散失时进行功能测试，可能出现假性故障或掩盖真实损伤，须严格按产品技术条件规定的时间执行。

• 恢复期间样品不得受力，应自由放置或按正常使用状态摆放，严禁施加任何外力、振动或冲击，避免在恢复阶段引入额外损伤干扰结果判定。

• 恢复前后检测方法必须一致，确保试验前与试验后的数据具有可比性，功能复测应采用与试验前完全相同的测试设备、测试方法和判定标准。

注意事项

• 恢复期间严禁触碰或移动样品，任何额外的机械干扰都可能改变损伤状态，导致检测结果失真。

• 若样品在试验中出现明显可见损伤（如外壳开裂、部件脱落），应在恢复前即进行拍照记录并标注损伤位置，恢复后再进行正式检测与判定。

• 对于含有电池的样品，恢复期间需持续监控电池温度，防止因残余热量引发热失控风险，必要时应在通风良好的区域单独恢复。

• 若产品规范中对恢复条件有特殊要求（如航空航天产品要求更严格的温湿度范围），应优先执行产品规范而非通用标准。

• 恢复环境与试验环境之间的转移应迅速完成，避免样品在转移过程中暴露于非受控环境导致凝露或静电损伤。

六、设备要求

• 功率放大器

• 将控制器输出信号放大至驱动振动台所需的功率等级，频率响应与振动台匹配，失真度低。

• 加速度传感器

• 布设不少于 5 个测点：控制点用于闭环驱动，检查点用于验证谱形，响应点记录样品实际受振状态。需配合电荷放大器或信号调理器使用，确保微弱信号准确采集。

• 数据采集与分析系统

• 多通道同步采集，采样频率满足奈奎斯特定理，支持长时程存储。实时显示 PSD 谱形、Grms、频率等关键参数，自动生成试验报告。

• 试验夹具与固定装置

• 将样品刚性固定于台面，模拟实际安装结构，螺栓扭矩严格控制，避免夹具自身引入共振或松动。

• 环境监控设备

• 温湿度记录仪全程监控试验与恢复环境，确保温度 15~35 ℃、湿度 25%~75% RH，数据可追溯。

七、其他注意事项

• 试验方法选择：混响室法与行波管法产生的声场类型不同，激励效果不同，结果不可直接混用，需按产品规范指定方法执行。

• 声场均匀性验证：正式试验前必须验证声场均匀性，确保检查点声压级差异在容差范围内，否则多点控制无效。

• 频率范围覆盖：一般为20 Hz～10 kHz，低频段声源功率需求大，需确认设备能力是否满足。

• 功能测试时机：如产品规范要求试验期间进行功能监测，需提前布好测试线缆，避免中途开腔破坏声场。

• 安全防护：≥120 dB声压级对人体有严重伤害，试验期间人员必须远离混响室或行波管，需设置联锁保护。

• 设备校准：传声器和声级计需在试验前后进行校准，确保测量数据可追溯。

• 试样数量：如需多个试样，应在同一声场条件下同时试验，避免分次试验导致声场条件不一致。

结语

IEC 60068-2-64:2019 模拟运输随机振动试验，是产品出厂前验证运输可靠性的核心手段，从 PSD 谱形设定、三轴向加载到非高斯控制，每个环节都直接影响结果有效性。川至仪器模拟运输振动试验台，5~2000 Hz 全频段覆盖，±1.5 dB PSD 闭环控制，支持非高斯随机振动，多点同步采集，自动生成标准报告。

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