Rezonanse PCB vs. temperatura — wpływ T°C na Q, fres i cross-axis

Sweep 20–800 Hz w komorze termicznej (−40…+85 °C). Analiza dryftu częstotliwości rezonansowej, współczynnika Q i przecieków osiowych akcelerometrów MEMS.
Data: 2025-09-05 Stanowisko: Czujniki: LIS3DH · QMA7981 Komora: −40…+85 °C Shaker: 20–800 Hz
Skocz do szablonu logu
SP-NY @25°C: PASS M-HIGH @85°C: WARN (Q↑, cross-axis↑) AD-RTV @−10…+60°C: PASS (Δf_res/°C min.)

1. Cel

Ocenić wpływ temperatury na fres, Q i cross-axis dla różnych wariantów montażu, aby wyznaczyć konfiguracje stabilne termicznie dla urządzeń AGD (pralki/suszarki/zmywarki).

2. Warianty montażu

WariantOpisOzn.
M-LOWM2, 0.1 N·mA
M-MIDM2, 0.3 N·mB
M-HIGHM2, 0.5 N·mC
SP-NYNylon 1 mmD
SP-BRMosiądz 1 mmE
AD-RTVKropla RTV pod układemF
Uwaga: stała pozycja i orientacja MEMS. Loguj: moment (N·m), dystanse/klej, numer PCB, ścieżka dokręcania, dwell w komorze (stabilizacja T).

3. Procedura

  1. Pre-check: kalibracja amplitudy shakera akcelerometrem referencyjnym (ISO 16063-21).
  2. Dwell 15–20 min na każdej temperaturze: −40 / −10 / +25 / +60 / +85 °C.
  3. Sweep sinus 20–800 Hz @ ~0.5 gpk (stała amplituda) dla każdego wariantu i temperatury.
  4. Pomiary: amplituda i faza na osi głównej oraz poprzecznej (cross-axis); wyznacz fres, BW−3 dB, Q.
  5. Powtarzalność: dla wariantu referencyjnego 3× montaż/demontaż w T=25 °C.

3a. Ustawienia akwizycji

ParametrWartośćUwagi
ODR1600 Hzanti-alias ≥ 2 kHz
Pasmo LPBW = 500 Hzstałe dla wszystkich prób
Okno FFTHannENBW ≈ 1.5 bin
RozdzielczośćΔf = 0.5 Hzczas ramki 2 s
Zakres czujnika±4 gbez clipów

4. Metryki i KPI

Definicje: Q = fres / BW−3 dB; cross-axis [%] = 100 × RMS(osi poprzecznej) / RMS(osi głównej) w 20–400 Hz. 1 N·m = 8.8507 lbf·in.
Kryteria PASS (AGD): |Δfres| ≤ 0.15%/°C, |ΔQ| ≤ 0.05/°C, |Δcross-axis| ≤ 10 pp/°C; brak Q>10 w paśmie krytycznym algorytmów.

5. Model zależności od temperatury

Fitting liniowy/kwadratowy dla małych zakresów T oraz piecewise dla pełnego −40…+85 °C:

f_res(T) ≈ f_res(25°C) · [1 + α·(T−25°C) + β·(T−25°C)^2]
Q(T)     ≈ Q(25°C)     + γ·(T−25°C)
cross_axis(T) ≈ c0 + c1·(T−25°C)

Raportuj parametry α, β, γ, c1 oraz R² dopasowania dla każdego wariantu.

6. Kontrola jakości

7. Struktura wyników

Ścieżka: /raporty/rezonanse-termiczne/ • Repo: //srv/lab/raporty/mems/

Definicje kolumn CSV i JSON w proc/README.md.

8. Szablon logu (do wklejenia)

PRÓBA #THERM-MNT-B-60
Wariant: SP-NY (nylon 1 mm), moment 0.3 N·m; T=60 °C; LIS3DH; sweep 20–800 Hz @ 0.5 gpk.
Akwizycja: ODR=1600 Hz; LP BW=500 Hz; FFT=Hann; Δf=0.5 Hz; ENBW≈1.5 bin; dwell=20 min.
QC: clip=0, alias=0, temp stabilna; referencja shakera OK.

f_res(25°C)=__ Hz → f_res(60°C)=__ Hz  → Δf_res/°C = __ %/°C
Q(25°C)=__ → Q(60°C)=__ → ΔQ/°C = __ /°C
Cross-axis(25°C)=__ % → (60°C)=__ % → Δcross-axis/°C = __ pp/°C
Model: α=__, β=__, γ=__, R²=__
Uwagi: ...

9. Uwagi i rekomendacje

10. BHP