Een koper stuurt ons een kamer vereist:
−40°C tot +85°C
800 L werkruimte
Aangedreven DUT
De specificatie lijkt bijna compleet. Dan komt er nog een vraag op:
Hoeveel warmte zal de DUT binnenin de kamer genereren?
Dat antwoord kan de kamerconfiguratie veranderen.
Een 100 kg onbestroomde assemblage en een 100 kg batterijsysteem kunnen dezelfde ruimte innemen en dezelfde massa hebben, maar ze creëren niet dezelfde thermische vraag. De gevoede DUT kan continu honderden—of zelfs duizenden—watt aan warmte toevoegen terwijl de kamer probeert de temperatuur te regelen.
Voor kopers is het doel niet om het koelsysteem zelf te ontwerpen. Wat telt is te weten welke cijfers je moet geven, wat ze betekenen en wanneer DUT-warmteproductie de toepassing verder kan brengen dan een standaard kamerconfiguratie.
Deze gids legt uit hoe je de DUT-warmtebelasting kunt schatten, waarom temperatuur en bedrijfswijze belangrijk zijn, en welke informatie je moet opnemen bij het aanvragen van een omgevingstestkamer.
Wat is de DUT-warmtebelasting?
DUT staat voor device under test.
In dit artikel betekent DUT-warmtebelasting de warmte die in de kamer wordt opgewekt door de DUT terwijl deze in werking is. Het wordt normaal gesproken uitgedrukt in watt (W) of kilowatt (kW).
Het is niet hetzelfde als het gewicht van de DUT.
| Parameter | Voorbeeld | Waarom het belangrijk is |
|---|---|---|
| DUT-gewicht | 30 kg | Beïnvloedt de thermische massa die verwarmd of gekoeld moet worden |
| Bevestigingsgewicht | 15 kg | Voegt thermische massa toe |
| DUT warmtebelasting | 800 W | Voegt warmte toe die het koelsysteem moet verwijderen |
| DUT-afmetingen | 500 × 400 × 300 mm | Beïnvloedt werkruimte en luchtstroom |
| Aantal | 4 pcs | Verandert de totale massa en mogelijk de totale warmtebelasting |
Een nuttige manier om de twee te scheiden is:
Gewicht vertelt ons hoeveel materiaal van temperatuur moet veranderen. De warmtebelasting vertelt ons hoeveel warmte de kamer continu moet afvoeren terwijl de DUT werkt.
Een passief onderdeel van 30 kg kan vrijwel geen continue warmte opwekken.
Een aangedreven elektronica van 30 kg kan 800 W opwekken.
Zelfde massa. Heel andere kamervereiste.
Een opmerking over terminologie
Kamerleveranciers kunnen ook termen gebruiken zoals statische belasting, dode last en levende last.
Een DUT, plank of armatuur die van temperatuur moet veranderen maar geen eigen warmte genereert, draagt thermische massa bij.
Een aangedreven DUT die warmte in de werkruimte afgeeft, zorgt voor een extra thermische belasting in de werkruimte.
Voor de eenvoud gebruikt dit artikel DUT-warmtebelasting wanneer specifiek wordt verwezen naar warmte die wordt opgewekt door een werkend testmonster.
Waarom is de warmtebelasting van de DUT belangrijk?
Stel je voor dat een kamer afkoelt richting −40°C terwijl de DUT nog steeds stroom aanhoudt.
Het koelsysteem moet aan twee verschillende eisen voldoen:
De kamer, DUT en het armatuur moeten gekoeld worden.
Tegelijkertijd:
De werkende DUT voegt warmte terug in de testruimte.
Die extra warmte kan de benodigde koelcapaciteit voor de toepassing veranderen.
Daarom mag een kamer niet alleen worden geselecteerd op basis van temperatuurbereik en werkruimtevolume wanneer apparaten worden getest.
Hoe bereken je de DUT-warmtebelasting?
Voor aankoopdoeleinden heb je normaal gesproken geen ingewikkelde thermodynamische berekening nodig.
Gebruik de beste informatie die je daadwerkelijk hebt.
1. Beste: Gebruik gemeten warmteafvoer
Als de DUT-fabrikant of je engineeringteam de daadwerkelijke warmteafvoer onder de vereiste bedrijfsomstandigheden al kent, gebruik dan die waarde.
Bijvoorbeeld:
Gemeten warmteafvoer van DUT: 620 W
Vermeld indien mogelijk ook de bedrijfstoestand:
DUT warmteafvoer: 620 W continu tijdens normaal gebruik.
Dit is nuttiger voor de kamerleverancier dan het schatten van warmte op basis van een maximale elektrische waarde.
2. Goed: Gebruik bekende stroomuitvalgegevens
Elektrische input en warmteafvoer zijn niet altijd hetzelfde.
Denk aan een omvormer. Het kan aanzienlijke elektrische energie ontvangen terwijl het het grootste deel van die energie aflevert aan een belasting buiten de kamer. In dat geval mag de volledige elektrische input niet automatisch worden behandeld als warmte die in de testruimte vrijkomt.
Als er technische gegevens beschikbaar zijn voor de daadwerkelijke verliezen, geef die informatie dan in plaats daarvan.
De praktische vraag is niet eenvoudig:
Hoeveel stroom gaat er in de DUT?
Het is:
Hoeveel warmte komt er vrij in de kamer?
3. Schatten: Gebruik spanning × stroom
Als de daadwerkelijke warmteafvoergegevens niet beschikbaar zijn, kan elektrische invoer nog steeds een nuttige startschatting opleveren.
Voor een eenvoudige DC-aangedreven DUT:
Vermogen (W) = Spanning (V) × stroom (A)
Bijvoorbeeld, een 24 VDC-apparaat met een tekening van 10 A heeft een maximale elektrische ingang van:
24 × 10 = 240 W
Als vier identieke DUT's gelijktijdig werken:
240 × 4 = 960 W maximale elektrische ingang
Dit betekent niet automatisch 960 W aan daadwerkelijke warmteafvoer.
Maar het geeft de kamerleverancier nuttige informatie wanneer betere data niet beschikbaar is.
Identificeer deze correct in de RFQ:
Maximale elektrische inzet: 960 W; daadwerkelijke warmteafvoer wordt niet gemeten.
Dat is beter dan een schatting presenteren als gemeten warmtebelastinggegevens.
Wanneer moet je de warmtebelasting niet zelf inschatten?
Voor een eenvoudig elektrisch elektrisch component kan elektrische invoer voldoende zijn om een applicatiebeoordeling te starten.
Complexere DUT's vereisen extra informatie.
Typische voorbeelden zijn motoren, omvormers, vermogensomvormers, batterijlaad-/ontlaadsystemen en hoogvermogenelektronica. Hetzelfde geldt wanneer de elektrische of mechanische uitgang de kamer verlaat, of wanneer het vermogen van de DUT aanzienlijk verandert tussen bedrijfsmodi.
In deze gevallen verstrekt u de beschikbare informatie over:
Ingangsvermogen
Bedrijfsmodus
Efficiëntie- of verliesgegevens
waar de uitvoerende energie gaat
Normale en maximale bedrijfsomstandigheden
De kamerleverancier kan vervolgens bepalen welke waarde relevant is voor de koelberekening.
"Mijn DUT is 800 W." Wat moeten we nog meer weten?
Een RFQ zegt soms:
"De DUT is 800 W en we hebben −40°C nodig."
Dat is nuttig, maar het is nog geen volledige vereiste voor de kamer.
Ten eerste, wat betekent 800 W?
Is het naamplaatvermogen, maximale elektrische input, normaal bedrijfsvermogen of gemeten warmteafvoer?
Ten tweede, wanneer wordt de DUT aangedreven?
Een 800 W DUT die gedurende de hele koelcyclus werkt, vormt een andere vereiste dan een die pas wordt ingeschakeld nadat de kamer zijn verblijfstemperatuur heeft bereikt.
Ten derde, is de 800 W continu of piek?
Als de DUT normaal op 300 W werkt maar kortstondig 800 W bereikt, geef dan beide waarden en leg uit wanneer de piek optreedt.
Tot slot, wat betekent −40°C in het testprofiel?
Er is een aanzienlijk verschil tussen:
Houd −40°C vast met de DUT aangedreven
en
Koel van +85°C tot −40°C bij 5°C/min met de DUT aan.
Daarom moet de warmtebelasting altijd samen met de daadwerkelijke testcondities worden geleverd.
Waarom temperatuur belangrijk is voor de DUT-warmtebelasting
Een van de belangrijkste aankopen is dat warmtebelasting niet als één vast wattage bij elke kamertemperatuur moet worden behandeld.
Voor standaard ITM-LAB GDW hoge- en laagtemperatuurkamers en GDJS temperatuur- en vochtigheidskamers is de huidige configuratierichtlijn:
| Kamertemperatuur | Standaard DUT warmtebelastinggeleiding |
|---|---|
| Boven −30°C | Ongeveer 300 W |
| Onder −30°C | Ongeveer 100 W |
| Hogere warmtebelasting | De koelconfiguratie moet worden gecontroleerd voordat je bestelt |
Deze cijfers zijn standaardconfiguratierichtlijnen, geen universele prestatielimieten voor elke kamergrootte en testprofiel. De DUT-massa, armaturenmassa, bedrijfsmodus en temperatuurveranderingseisen moeten nog steeds worden meegenomen.
De aankooples is eenvoudig:
Dezelfde DUT kan een andere koelconfiguratie vereisen bij een andere testtemperatuur.
Denk aan een 250 W powered DUT.
Bij−20°C valt 250 W binnen de hierboven genoemde standaardrichtlijn.
Bij −40°C overschrijdt dezelfde 250 W de standaard lagetemperatuurrichtlijn en moet worden vastgesteld vóór het bestellen zodat de koelconfiguratie kan worden beoordeeld.
De DUT is niet veranderd.
De vereiste testvoorwaarde heeft het vereist.
Een hogere warmtebelasting betekent niet alleen een grotere kamer
Stel dat twee klanten allebei een werkruimte van 800 L nodig hebben.
Klant A heeft een passieve DUT.
Klant B heeft een aangedreven DUT die meerdere kilowatt warmte opwekt.
De benodigde werkruimte kan hetzelfde zijn, maar de behoefte aan koeling niet.
Een hogere DUT-warmtebelasting kan een grotere koelcapaciteit of een toepassingsspecifieke koelconfiguratie vereisen.
Dus:
Kamervolume ≠ koelcapaciteit
Het kiezen van een grotere kamer alleen omdat de DUT meer warmte genereert, pakt niet aan de onderliggende behoefte.
De werkruimte moet worden gekozen rond de DUT-afmetingen, hoeveelheid en luchtstroombehoeften.
Het koelsysteem moet worden geëvalueerd op basis van de werkelijke thermische behoefte.
ITM-LAB Toepassingvoorbeeld: 3 kW batterijwarmtebelasting
Een ITM-LAB kamerconfiguratie biedt een nuttig voorbeeld waarom DUT-warmtebelasting besproken moet worden voordat de kamer wordt besteld.
De aanvraag omvatte:
| Vereiste | Daadwerkelijk project |
|---|---|
| Kamer | GDJS-800L |
| DUT | Batterij |
| DUT-gewicht | 100 kg |
| Temperatuurbereik | −40°C tot +100°C |
| Gespecificeerde DUT-warmtebelasting | 3.000 W |
| Koelsysteem | Cascadekoeling |
| Compressorconfiguratie | 2 × 6 PK Tecumseh-compressoren |
Voor deze toepassing werd geen standaard koelconfiguratie gebruikt.
De GDJS-800L was uitgerust met een cascade-koelsysteem met twee 6 HP Tecumseh-compressoren om aan de toepassingsvereisten te voldoen.
Het belangrijkste punt is niet het vermogen van de compressor op zichzelf. Kijk naar de vereisten die eerst kwamen:
100 kg DUT
3.000 W gespecificeerde warmtebelasting
Temperatuurbereik tot −40°C
Deze omstandigheden moesten worden meegenomen bij het configureren van het koelsysteem.
Voor een koper is de les eenvoudig:
De werkruimte vertelt ons of de DUT past. De DUT-warmtebelasting helpt bepalen welke koelconfiguratie de test vereist.
Technische noot: Het project specificeerde een 3 kW DUT-warmtebelasting en een kamerbereik van −40°C tot +100°C. Deze waarden moeten niet worden geïnterpreteerd als dat de DUT continu 3 kW disdispeerde bij elk temperatuurpunt, tenzij die bedrijfsconditie afzonderlijk wordt gedefinieerd door de testvereiste.
DUT-gewicht en fixture-gewicht zijn nog steeds van belang
Warmtebelasting vervangt het DUT-gewicht niet als selectieinput.
Ze beschrijven verschillende thermische eisen.
Een passieve DUT van 50 kg heeft mogelijk vrijwel geen continue warmteproductie, maar de kamer moet nog steeds de temperatuur van 50 kg materiaal veranderen.
Voeg een aluminium armatuur van 20 kg toe en de kamer moet nu de temperatuur veranderen van:
50 kg DUT + 20 kg bevestiging
Een aangedreven DUT voegt levende warmte toe bovenop die thermische massa.
Dit wordt vooral belangrijk wanneer de test een temperatuurveranderingssnelheid specificeert.
Omdeze reden geef beide:
DUT en bevestigingsmassa
en
DUT warmteopwekking.
−40°C vasthouden is niet hetzelfde als afkoelen bij 5°C/min
Denk aan een 800 W powered DUT.
Test A
Behoud −40°C
DUT-aangedreven
Test B
Koel van +85°C tot −40°C
5°C/min vereist
DUT werd door de hele koelhelling aangedreven
Dit zijn geen equivalente koelvereisten.
Een gespecificeerde rampsnelheid brengt een andere prestatie-eis met zich mee, terwijl de kamer ook omgaat met de thermische massa van de DUT en het armatuur en de warmte die door het aangedreven monster wordt opgewekt.
Daarom moeten kopers onderscheid maken tussen:
Temperatuurbereik
en
Prestaties bij geladen temperatuurverandering.
Een kamer die tot −40°C kan bereiken, voldoet niet automatisch aan elke vereiste voor geladen koelsnelheid bij −40°C.
Vasthoudbaarheid ≠ laadklepcapaciteit.
Wat als vochtigheid vereist is?
Warmtegenererende DUT's vereisen ook aandacht tijdens temperatuur-vochtigheidstesten.
Een aangedreven DUT kan warmere lokale omstandigheden rond het monster creëren, wat de lokale relatie tussen temperatuur en relatieve luchtvochtigheid beïnvloedt en mogelijk het condensatiegedrag beïnvloedt.
Voor een GDJS-applicatie moet je vermijden om alleen het volgende te geven:
Temperatuurbereik: −40°C tot +100°C
Luchtvochtigheidsbereik: 20–98%RH
Geef in plaats daarvan de daadwerkelijk vereiste temperatuur-vochtigheidstestpunten, bijvoorbeeld:
+40°C / 93%RH
samen met de DUT-warmtebelasting en de gestroomde bedrijfstoestand.
De kamer moet worden geëvalueerd aan de hand van de werkelijke temperatuur-vochtigheidsconditie, in plaats van door afzonderlijke maximumwaarden uit een datasheet te combineren.
Vier typische koopscenario's
De volgende voorbeelden laten zien hoe ogenschijnlijk vergelijkbare DUT's kunnen leiden tot verschillende kamervereisten.
Scenario A — Passieve DUT
30 kg mechanisch onderdeel
0 W live heat
−40°C tot +85°C
Geen gespecificeerde snelhelling
De belangrijkste ingangen zijn werkruimte, DUT/armaturenmassa en temperatuurbereik.
Scenario B — Powered DUT
30 kg elektronica-assemblage
300 W warmtebelasting
−20°C tot +85°C
Nu moet ook de warmteopwekking en de bedrijfstoestand van DUT worden meegenomen.
Scenario C — Zelfde elektrische DUT, lagere temperatuur
30 kg elektronica-assemblage
300 W warmtebelasting
−40°C tot +85°C
De DUT is niet groter geworden en de nominale warmtebelasting is niet veranderd.
Maar de lagere temperatuur verandert de koelbehoefte. Volgens de hierboven genoemde standaard GDW/GDJS-richtlijnen moet deze aanvraag worden beoordeeld voordat je bestelt.
Scenario D — Aangedreven DUT + Snelle Temperatuurverandering
30 kg elektronica-assemblage
:800 W warmtebelasting
−40°C tot +85°C
5°C/min vereist
Nu moet de kamer worden geëvalueerd op:
Werkruimte + thermische massa + levende warmte + lage temperatuur condities + prestaties van de geladen helling
Op dit punt is de aankoopvraag niet meer:
"Welke kamer bereikt −40°C?"
Het wordt:
Welke kamerconfiguratie kan mijn daadwerkelijke test uitvoeren met mijn werkelijke belasting?
Met welke milieukamer moet je beginnen?
De warmtebelasting van de DUT beïnvloedt de configuratie, maar de testvereiste bepaalt nog steeds de kamerfamilie.
| Testvereiste | Begin met | Wat nog Bevestigd moet worden |
|---|---|---|
| Alleen temperatuur | GDW | DUT, armatuur, warmtebelasting, temperatuur |
| Temperatuur + luchtvochtigheid | GDJS | Warmtebelasting + werkelijke T/RH condities |
| Snelle temperatuurverandering | KTB | Vereiste geladen helling + DUT-belasting |
| Thermische schok | CTS | Overdracht, verblijf en terugwinningsvereisten |
Je kunt het complete ITM-LAB Environmental Test Chamber bereik.
Selecteer de kamer niet alleen op basis van DUT-watt.
Een betere volgorde is:
Testmethode → DUT → warmtebelasting → temperatuur → hellingbaan vereiste → kamerconfiguratie
Wat moet je in de RFQ zetten?
Je hoeft de kamerfabrikant geen volledig thermisch ingenieursrapport te sturen.
Voor een powered DUT is de volgende informatie normaal gesproken voldoende om een aanvraagbeoordeling te starten:
| Informatie | Voorbeeld |
|---|---|
| DUT | Automotive elektronische module |
| Aantal | 4 pcs |
| DUT-afmetingen | 300 × 200 × 80 mm per stuk |
| Totaal DUT-gewicht | 24 kg |
| Wedstrijd | 10 kg aluminium |
| Stroomvoorziening | 24 VDC |
| Maximale stroom | 5 A elk |
| Warmteafvoer | Geef gemeten waarde als beschikbaar |
| Aangedreven tijdens de test | Ja — koeling en verblijf |
| Temperatuur | −40°C tot +85°C |
| Afloopsnelheid | 5°C/min geladen |
| Vochtigheid | Nee |
| Woon | 60 min |
Als de daadwerkelijke warmteafvoer onbekend is, zeg het dan.
Bijvoorbeeld:
24 VDC, maximaal 5 A per DUT; daadwerkelijke warmteafvoer niet gemeten.
Dat is nuttige technische informatie.
Een hittebelastingwaarde raden is dat niet.
Een zwakke RFQ versus een nuttige RFQ
Zwakke RFQ
Ik heb een 800 L milieukamer nodig.
−40°C tot +100°C.
Graag citeren.
Een leverancier kan een kamer offerten, maar belangrijke configuratievragen blijven onbeantwoord.
Nuttige RFQ
DUT: Batterijassemblage
Totale DUT-massa: 100 kg
Vereiste werkruimte: ongeveer 800 L
DUT Warmtebelasting: 3.000 W
Temperatuurbereik: −40°C tot +100°C
Stroom tijdens test: [staat bedrijfstoestand]
Luchtvochtigheid: [vereist / niet vereist]
Rampsnelheid: [staat indien vereist]
Nu kan de leverancier de koelingsbehoefte evalueren in plaats van een kamer alleen op basis van volume en temperatuurbereik te selecteren.
Veelvoorkomende fouten om te vermijden
Kilogrammen behandelen als warmtebelasting. DUT-massa en DUT-warmteopwekking zijn verschillende inputs.
Naamplaatvermogen behandelen als gemeten warmteafvoer. Gebruik de daadwerkelijke warmteafvoergegevens indien beschikbaar. Anders identificeer de elektrische input duidelijk als schatting.
Geeft watt zonder temperatuur. Een warmtebelastingsfiguur heeft een bedrijfsconditie nodig.
Uitgaande van het kamervolume bepaalt de koelcapaciteit. Een werkruimte van 800 L vertelt niet hoeveel warmte het koelsysteem aankan.
Vergelijking tussen een lege kamer rampsnelheid en een beladen vereiste. Als de prestaties van de belaste ramp belangrijk zijn, specificeer dan de DUT, het fixture en de stroomconditie.
DUT Heat Load Selectie Roadmap
FAQ
Hoeveel watt DUT-warmtebelasting kan een milieukamer aan?
Er is geen universele wattage voor alle omgevingskamers en bedrijfstemperaturen.
Voor standaard ITM-LAB GDW- en GDJS-configuraties is de huidige toepassingsgeleiding ongeveer 300 W boven −30°C en ongeveer 100 W onder −30°C. Hogere warmtebelastingen moeten worden vastgesteld voordat u bestelt, zodat de koelconfiguratie kan worden beoordeeld.
Hoe bereken ik de DUT-warmtebelasting?
Gebruik gemeten warmteafvoergegevens wanneer beschikbaar. Als deze niet beschikbaar is, kunnen bekende elektrische verliezen worden gebruikt. Voor een eenvoudige gelijkstroom-DUT geeft spanning × stroom een initiële schatting van de elektrische input, maar de elektrische input is niet altijd gelijk aan de warmte die in de kamer vrijkomt.
Is een 300 W DUT dezelfde vereiste bij −20°C en −40°C?
Nee. De vereiste koelconfiguratie hangt af van de bedrijfssituatie. Volgens de standaard GDW/GDJS-configuratierichtlijnen van ITM-LAB vallen −20°C en −40°C in verschillende warmtebelastingsbereiken.
Heeft een 1.000 W DUT precies 1.000 W koelcapaciteit nodig?
Nee. Bepaal geen milieukamer met een eenvoudige één-op-één wattagevergelijking. De keuze van de koeling hangt ook af van de bedrijfstemperatuur, DUT- en armaturenmassa, opbouwsnelheid, kamerontwerp en andere thermische belastingen.
Beïnvloedt het gewicht van de DUT de warmtebelasting?
Het gewicht van DUT beïnvloedt de thermische massa in plaats van de continue warmteproductie. Zowel gewicht als warmteproductie moeten worden geleverd, omdat beide de prestaties van de geladen kamer kunnen beïnvloeden.
Beïnvloedt de DUT-warmtebelasting de koelsnelheid?
Ja. Een aangedreven DUT voegt warmte toe terwijl de kamer probeert af te koelen. Als een specifieke belaste rampsnelheid vereist is, geef dan deze snelheid samen met DUT-massa, armaturenmassa en werkwarmtebelasting.
Wat als ik de daadwerkelijke warmteafvoer van DUT niet weet?
Geef de beschikbare elektrische gegevens, DUT-hoeveelheid en bedrijfsmodus, en geef duidelijk aan dat de daadwerkelijke warmteafvoer niet is gemeten. De leverancier van de kamer kan dan bepalen welke aanvullende informatie nodig is.
Kan een milieukamer worden aangepast voor een hogere DUT-warmtebelasting?
Ja, afhankelijk van de toepassing. Hogere warmtebelastingsvereisten moeten worden beoordeeld voordat het besteld wordt, zodat het koelsysteem dienovereenkomstig kan worden geconfigureerd. De hierboven beschreven GDJS-800L batterijtoepassing is een voorbeeld van een toepassingsspecifieke koelconfiguratie.
Voordat u een offerte aanvraagt
Voor een aangedreven DUT moet je alleen specificeren:
800 L / −40°C tot +100°C
Die cijfers beschrijven werkruimte en temperatuurbereik, maar niet volledig de thermische behoefte.
Een nuttigere RFQ omvat:
DUT-afmetingen en -hoeveelheid
DUT en bevestigingsgewicht
werkelijke of geschatte DUT-warmtebelasting
Temperatuurbereik
wanneer de DUT van stroom wordt voorzien
Vereiste oploopsnelheid
Vochtigheidscondities
Teststandaard of testprofiel
Dit geeft de applicatie-ingenieur voldoende informatie om te bepalen of een standaardconfiguratie geschikt is of dat het koelsysteem moet worden aangepast.
Moet je een kamer configureren voor een powered DUT?
Stuur ITM-LAB je DUT-informatie en testprofiel.
We kunnen de DUT-grootte en massa, de armatuurbelasting, warmteopwekking, temperatuur- en vochtigheidscondities, temperatuurveranderingseisen en de bedrijfsconditie van de stroom beoordelen om een geschikte omgevingskamerconfiguratie te bepalen.
Primaire CTA:
Dien je testvereiste in
Secundaire CTA:
upload je testspecificatie
