寒区部署的户外设备在冬季启动时可能因电池容量骤降而无法上电，航空器在高空低温环境中飞行时液压油黏度增大可能导致操纵迟滞。低温试验用于评价产品在低温环境中的贮存和使用适应性。本文围绕该试验的检测对象、温度与方法、标准依据、实施流程和评价方法展开说明。
一：低温试验的定义与目的
低温试验是将产品置于规定的低温环境中，考核其耐受低温能力的试验方法。低温对产品的影响涉及材料、元器件和整机多个层面：高分子材料在低温下变硬变脆，冲击强度显著下降；润滑剂黏度增大，运动机构的启动阻力增加；电池的放电能力下降，电子元器件的参数发生漂移。
低温试验分为低温贮存试验和低温工作试验两类。低温贮存试验考核产品在不通电状态下耐受低温的能力，模拟运输和仓储中的低温暴露；低温工作试验考核产品在通电运行状态下耐受低温的能力，模拟实际工作中的低温启动和运行。两类试验的失效机理和评价重点不同，需根据产品的实际使用场景分别选择。
二：试验温度与方法
GB/T 2423.1-2008规定的低温试验适用于非散热和散热试验样品，试验方法细分为试验Ab、试验Ad和试验Ae三种程序。温度等级从标准规定的严酷等级中选取，持续时间和试样通电状态根据试验程序确定。
试验程序分类
试验Ab适用于非散热试验样品的温度渐变低温试验，样品在不通电状态下以不超过1℃/min的速率降温至目标温度，保温后缓慢回升至常温，模拟仓储和运输等缓慢降温场景。试验Ad适用于散热试验样品的温度渐变低温试验，试验样品在温度稳定后通电。试验Ae适用于散热试验样品的温度渐变低温试验，试验样品在整个试验过程包括降温调节期间都要通电运行。
试验温度与持续时间
低温试验的温度严酷等级涵盖-65℃、-55℃、-50℃、-40℃、-33℃、-25℃、-20℃、-10℃、-5℃和+5℃。温度容差控制在±2℃或±3℃范围内。试验持续时间可选2h、16h、72h或96h，具体取决于试验目的和产品热容量。降温速率不超过1℃/min（5分钟平均值），避免热冲击对样品造成非预期损伤。
试验条件对照
| 试验程序 | 适用样品 | 试样状态 | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| 试验Ab | 非散热样品 | 不通电 | 贮存和运输 |
| 试验Ad | 散热样品 | 温度稳定后通电 | 低温工作 |
| 试验Ae | 散热样品 | 全过程通电 | 低温连续运行 |
三：相关标准
低温试验的核心标准为GB/T 2423.1-2008《电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验A：低温》，该标准于2008年12月30日发布，2009年10月1日实施，等同采用IEC 60068-2-1:2007，由全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会（TC8）归口。标准规定的低温试验适用于非散热和散热试验样品，试验Ab和试验Ad与早期版本无实质性差异，增加试验Ae的目的主要是检测那些要求在整个试验过程包括降温调节期间都要通电运行的设备。
国际标准IEC 60068-2-1:2025已发布更新版本，国内GB/T 2423.1的修订计划已启动（计划号20263922-T-469）。企业在使用标准时需关注版本的有效性，现行版本仍为GB/T 2423.1-2008。
产品专用低温试验标准方面，GB/T 12085.2-2022规定了光学和光子学仪器的低温试验方法，GJB 150.4A-2009规定了军用装备的低温试验方法，GB/T 15211-2013规定了安防设备的低温试验方法。不同标准在温度等级和试验程序上存在差异，委托方应根据产品类型和目标市场确定适用的标准体系。
四：试验流程
低温试验的实施需要关注试样在试验箱中的热平衡判定和试验后检测的时机控制。以下步骤覆盖从方案确认到报告输出的主要环节。
- 方案确认与试样准备。根据产品技术规范确定试验温度、持续时间、试样工作状态和试验程序。
- 初始检测与预处理。对试样进行外观检查和性能测试，记录基准数据。试样在标准大气条件下放置足够时间。
- 试样安装。将试样按正常使用位置放入试验箱，散热试样需确认安装方式不影响散热条件。
- 条件试验执行。按选定程序降温至规定温度，待试样达到温度稳定后开始计时。通电试样在试验期间进行功能检测。
- 恢复与最终检测。试验结束后将试样恢复至标准大气条件，进行外观检查和性能复测，与初始数据对比。
- 报告编制。记录试验条件、过程数据和检测结果，给出判定结论和失效描述。
五：第三方试验服务
低温试验的设备能力相对成熟，但试验方案设计的合理性对结果有效性有实质性影响。工程师在承接试验时，需要关注试验程序的选择和热平衡判定。
试验程序选择的常见误区
部分企业在送检时未明确试样在试验中的通电状态，导致试验程序选择偏差。工程师建议根据产品的实际使用方式确定试验程序：对于贮存和运输场景，选择试验Ab；对于需要在低温下启动的设备，选择试验Ad；对于需要在低温下持续运行的设备，选择试验Ae。程序选择错误可能导致试验结果无法反映产品的真实低温适应性。
热平衡判定方法
散热试样在低温试验中的热平衡判定比非散热试样更为复杂。试样自身的发热量与试验箱的制冷量相互作用，可能导致试样表面温度高于箱内空气温度。工程师建议对散热试样在关键部位布置温度传感器，以试样表面温度达到稳定作为热平衡判据，而非仅以箱内空气温度为准。
六：低温性能评价
低温性能评价需要从外观变化、功能保持和性能参数漂移三个维度进行。外观变化关注材料脆化开裂、涂层剥落和密封件收缩；功能保持关注试样在低温工作状态下的操作是否正常；性能参数漂移关注电气参数和机械性能在试验后的偏移量是否在允许范围内。
评价中需区分低温贮存试验和低温工作试验的判定差异。贮存试验以试验后恢复状态下的检测结果为准，工作试验以试验过程中的功能表现为准。对于在低温试验后启动时间延长但最终能够正常工作的设备，需结合启动时间的延长幅度判断是否可接受。将低温试验与高温试验、温度循环试验组合使用，可以更全面地评估产品在温度环境中的适应能力。
七：总结
低温试验是产品环境适应性验证中的基础项目。企业应根据产品的实际服役温度和使用方式选择试验程序和温度等级，关注散热试样的热平衡判定和试验后检测的时机控制。将低温试验纳入产品开发流程的早期阶段，有助于降低后期整改成本和现场失效风险。
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