一、测试背景与目的 工业屏作为工业控制系统、智能装备、轨道交通等关键领域的核心人机交互部件，其工作环境往往伴随持续振动、冲击等复杂力学干扰。例如在数控机床运行过程中，主轴高速旋转产生的周期性振动会直接传导至操作面板；轨道交通车辆行驶时，轨道接缝的冲击与车体的颠簸会对车载工业屏形成持续载荷；在工程机械领域，挖掘机、装载机的作业振动更是强度大、频率范围广。这些振动环境若超出工业屏的耐受极限，可能导致屏幕显示异常、触控失灵、内部电路焊点脱落、接口松动等故障，严重时甚至引发整个工业系统的停机或误操作，造成巨大的经济损失和安全隐患。

基于此，本次抗振动测试以某型号10.1英寸工业液晶显示屏（型号：IPSS-101-2K）为测试对象，旨在通过模拟工业现场典型振动场景，全面评估该工业屏在不同振动频率、加速度及持续时间下的机械稳定性、显示性能及功能完整性，验证其是否符合GB/T 2423.10-2019《环境试验 第2部分：试验方法 试验Fc：振动（正弦）》及工业行业标准JB/T 10939-2013《工业自动化仪表 显示装置》中的振动耐受要求，为该产品的工程应用选型、质量控制及可靠性改进提供科学依据。

二、测试依据与标准 本次测试严格遵循国家及行业相关标准，并结合产品技术规格书确定测试方案，核心依据包括：GB/T 2423.10-2019《环境试验 第2部分：试验方法 试验Fc：振动（正弦）》，该标准规定了电工电子产品正弦振动试验的一般要求、试验设备、试验程序及结果评价方法，明确了不同严酷等级下的振动频率范围、加速度幅值及持续时间要求；JB/T 10939-2013《工业自动化仪表 显示装置》，其中针对工业显示装置的机械环境适应性提出具体指标，要求工业屏在频率10-500Hz、加速度5m/s²的振动条件下持续工作4小时后，无机械损伤及功能故障；产品技术规格书（版本V2.1），该规格书明确该型号工业屏的振动耐受指标为：正弦振动频率10-1000Hz，加速度0-10m/s²可调，在5m/s²、10-500Hz条件下持续工作8小时无异常。

三、测试样品与设备 1. 测试样品 本次测试选取3台同一批次（生产批号：20250415-01）的IPSS-101-2K型工业屏作为测试样品，样品编号分别为S1、S2、S3。所有样品均经过出厂检验合格，外观无划痕、变形，通电后显示正常，触控功能灵敏，各项性能指标符合产品规格书要求。测试前对样品进行初始状态检测，记录屏幕亮度（500cd/㎡）、对比度（1000:1）、响应时间（5ms）及触控精度（±0.5mm）等关键参数，作为后续测试结果对比的基准。

2. 测试设备 本次测试采用专业振动测试系统及配套检测设备，确保测试数据的准确性和可靠性。核心设备包括：（1）电磁式振动试验台（型号：LD-1000），该设备可实现正弦、随机等多种振动模式，振动频率范围5-2000Hz，最大加速度100m/s²，最大位移50mm，支持振幅与加速度双模式控制，满足不同严酷等级的振动测试需求；（2）振动控制仪（型号：VC-8000），与振动试验台配套使用，可精确设定振动频率、加速度、持续时间等参数，实时采集并显示振动过程中的力学数据，数据采集精度达±0.01m/s²；（3）工业屏综合测试系统（型号：ITS-2024），可对工业屏的显示性能（亮度、对比度、色域、坏点）及触控功能（响应速度、触控精度、误触率）进行实时检测，采样频率达100Hz，确保捕捉振动过程中的瞬时性能变化；（4）高清高速摄像机（型号：GH5S），帧率设置为240fps，用于记录振动过程中屏幕显示的稳定性，如是否出现闪烁、水波纹、画面偏移等现象；（5）温度与湿度记录仪（型号：TH-800），用于监测测试环境温湿度，确保测试在标准环境条件（温度25±2℃，相对湿度45%-65%）下进行，排除环境因素对测试结果的干扰。

四、测试方案与流程 本次测试采用正弦振动测试方式，结合工业现场振动特点，将测试分为频率扫描测试和定频耐久测试两个阶段，具体方案如下： 1. 测试环境准备 提前24小时将测试样品及设备置于标准测试环境中，确保样品温度与环境温度一致，避免温度变化导致的机械应力影响测试结果。对振动试验台进行校准，通过标准加速度传感器（精度±0.1%）验证振动控制仪的输出精度，确保加速度、频率等参数的误差在允许范围内。将工业屏样品固定在振动试验台的夹具上，固定方式采用工业现场常用的螺栓紧固，紧固扭矩为8N·m，与实际安装条件保持一致，避免因固定方式不当导致的测试偏差。

2. 频率扫描测试 阶段目的：确定工业屏的共振频率范围，评估其在不同频率段的振动响应特性。 测试参数：振动频率范围10-1000Hz，采用对数扫频方式，扫频速率为1oct/min；加速度设定为5m/s²（符合行业标准要求）；每个样品扫频3次，每次扫频时间为10分钟。 测试过程：在扫频过程中，通过振动控制仪实时监测样品的振动加速度响应，当响应加速度超过输入加速度的1.5倍时，判定为进入共振区域；同时通过工业屏综合测试系统实时检测显示性能及触控功能，高速摄像机同步记录屏幕显示状态，每2分钟记录一次数据，重点关注共振频率附近的性能变化。

3. 定频耐久测试 阶段目的：评估工业屏在典型工作频率及共振频率下的长期耐受能力。 测试参数：根据频率扫描测试结果，选取三个关键频率点进行定频测试，分别为：低频点20Hz（模拟工程机械低频振动）、中频点100Hz（模拟数控机床振动）、共振频率点（根据扫描结果确定，本次测试样品共振频率均在350-380Hz之间，取中间值365Hz）；加速度分别设定为5m/s²（标准要求）和8m/s²（极限工况）；每个频率点在不同加速度下持续测试4小时，总测试时间为24小时/样品。 测试过程：在每个测试周期内，每30分钟对工业屏进行一次全面检测，包括外观检查（外壳、接口、屏幕表面）、显示性能测试（亮度、对比度、坏点数量）、触控功能测试（触控精度、响应速度、连续触控1000次的误触率），同时记录振动控制仪的实时数据及环境温湿度数据，若出现任何异常立即暂停测试，记录异常发生的时间、工况及具体现象。

4. 测试后处理 所有测试完成后，将样品置于标准环境中静置2小时，待其恢复至常温状态后，进行最终状态检测，内容包括：外观完整性检查（是否有外壳开裂、接口松动、屏幕破损等）、内部结构检查（拆解样品，观察电路板焊点、连接器、背光模组等部件是否有脱落、松动现象）、性能复测（重复初始状态检测的各项参数，对比测试前后的性能变化）。

五、测试结果与分析 1. 频率扫描测试结果 本次测试的3台样品在10-1000Hz扫频范围内，共振频率均集中在350-380Hz之间，其中S1样品共振频率为360Hz，S2为372Hz，S3为358Hz，共振区域内响应加速度最大可达12.8m/s²（输入加速度5m/s²），符合机械结构共振特性。在非共振区域（10-350Hz及380-1000Hz），样品响应加速度与输入加速度基本一致，偏差在±5%以内，机械传递特性稳定。 显示性能方面，在10-300Hz及400-1000Hz频率段，3台样品的亮度、对比度变化率均小于3%，无坏点产生，屏幕显示无明显闪烁、水波纹现象；在共振频率区域（350-380Hz），S1和S3样品出现轻微水波纹（肉眼可辨但不影响读数），亮度变化率约为5%，触控精度略有下降（从±0.5mm变为±0.8mm），但仍在产品规格书允许范围内（±1mm）；S2样品在共振区域表现更稳定，仅亮度变化率为3.2%，无明显水波纹，触控精度基本无变化，推测与样品内部背光模组的固定工艺差异有关。

2. 定频耐久测试结果 （1）外观与结构：3台样品在5m/s²加速度下，20Hz、100Hz、365Hz三个频率点持续测试4小时后，外观均无明显变化，外壳无开裂、接口无松动；拆解后观察，电路板焊点、连接器、背光模组等部件均完好，无脱落、虚焊现象。在8m/s²加速度下，20Hz和100Hz频率点测试4小时后，样品外观及内部结构仍保持完好；但在365Hz共振频率下测试3小时后，S1样品出现USB接口轻微松动（插拔力从初始的8N降至5N），S3样品出现背光模组导光板轻微变形（导致屏幕边缘亮度下降约10%），S2样品仍无明显异常。继续测试至4小时，S1和S3样品未出现更严重的故障，S2样品各项状态稳定。

（2）显示性能：在5m/s²加速度下，所有样品在各频率点测试前后的亮度、对比度变化率均小于2%，坏点数量始终为0，显示效果稳定；在8m/s²加速度下，20Hz和100Hz频率点测试后，性能变化率仍控制在3%以内，365Hz共振频率下，S1样品边缘亮度下降10%（如前所述），S3样品亮度变化率为8%，S2样品亮度变化率仅为4%，对比度变化率均小于5%，无新的坏点产生，显示功能基本正常。

（3）触控功能：在5m/s²加速度下，各频率点测试中，样品触控精度变化率小于10%，响应速度稳定在5ms左右，连续触控1000次的误触率均为0；在8m/s²加速度下，20Hz和100Hz频率点触控性能变化不大，365Hz共振频率下，S1样品触控精度降至±1.2mm（超出规格书上限），连续触控1000次的误触率为2%，S3样品触控精度为±1.0mm（接近规格上限），误触率为1%，S2样品触控精度仍保持在±0.7mm，误触率为0。

3. 综合分析 从测试结果来看，该型号工业屏在5m/s²加速度、10-1000Hz频率范围内的振动环境下，具备良好的耐受能力，各项性能指标均符合行业标准及产品规格书要求，能够满足大部分工业现场的振动环境需求。在极限工况（8m/s²加速度）下，非共振频率段仍能保持较好的稳定性，但在共振频率区域（350-380Hz），部分样品出现接口松动、显示亮度下降、触控精度降低等问题，其中S2样品表现最优，推测与该样品内部关键部件的固定工艺（如焊点补强、连接器锁扣设计）更完善有关。 测试结果同时表明，工业屏的抗振动性能主要取决于其机械结构设计（如外壳材质、内部支撑结构）、部件连接工艺（如焊点质量、连接器类型）及背光模组的稳定性，共振频率区域的性能衰减是机械结构固有的特性，可通过优化结构设计（如增加阻尼材料、调整结构固有频率）来降低共振影响。

六、结论与建议 1. 测试结论 本次测试的IPSS-101-2K型工业屏，在符合GB/T 2423.10-2019及JB/T 10939-2013标准要求的振动环境下（5m/s²、10-500Hz），能够保持外观完整、显示性能稳定及触控功能正常，满足工业现场的基本使用需求；在极限振动工况（8m/s²、共振频率365Hz）下，部分样品出现轻微性能衰减，但无致命故障，具备一定的冗余设计能力。综合判定该型号工业屏抗振动性能合格。

2. 改进建议 针对测试中发现的问题，为进一步提升产品抗振动性能，建议从以下方面进行优化：（1）结构设计优化：在外壳内部及电路板下方增加硅胶阻尼垫，特别是在共振频率相关的结构部位，通过阻尼材料吸收振动能量，降低共振响应；调整内部支撑结构的尺寸或材质，将产品固有共振频率调整至工业现场少见的频率范围（如高于500Hz或低于10Hz），避免共振叠加。（2）连接工艺改进：对USB、HDMI等接口采用带锁扣的连接器，增强接口的机械固定强度；电路板关键焊点采用波峰焊+手工补焊的双重工艺，增加焊盘面积，提升焊点抗振动能力；背光模组的导光板与边框采用弹性卡扣连接，同时涂抹导热胶，既保证固定稳定性又不影响散热。（3）个性化选型建议：对于振动强度较大的应用场景（如工程机械、矿山设备），建议优先选用经过优化工艺的产品（如本次测试中的S2样品类型），并在安装时增加额外的缓冲装置，进一步降低振动对产品的影响。

七、附录 附录1：测试样品初始状态检测数据 附录2：振动测试设备校准报告 附录3：频率扫描测试加速度响应曲线 附录4：定频耐久测试性能变化数据表