够不够清凉!09'上半年57款散热风扇大比拼
  • 魏昕鑫
  • 2009年07月03日 13:15
  • 0
[风扇测试方法和使用设备]

1.控制器

在最主要的风扇性能测试方面,我们选择采用不连接主板(自然也不连接CPU)和散热片,在开放式环境(无机箱)下进行测试。我们决定使用这种测试方法是基于以下两个原因:第一、排除整机上其他部件对待测风扇的噪音干扰(电源、显卡上的风扇,甚至是硬盘发出的读碟声这些都是不能忽视的);第二、将风扇装在散热片上的确是最接近实际使用效果,但是你没有办法在有其他散热器干扰(散热片会优化风道也产生风阻)的情况下测得准确的气流指数。特别是当一系列的测试结果非常接近时,我们也无法只从CPU的热传感器上看出结果的不同之处。当然,为了确保万无一失,我们也在文章最后附带了小范围的“实机测试”,在CPU和散热器上证明我们该测试方法的正确与稳定!

在此次测试中,我们使用自己设计的一个电路控制器。这个控制器可以独立的工作,并且不需要连接计算机。由于是单片机,它完全不会产生任何噪音,并且最主要的,由于它同时支持3pin和4pin电源接口,所以所有种类的待测风扇都可以使用它,这也保证了测试平台的统一性。

09`上半年57款散热风扇大比拼 09`上半年57款散热风扇大比拼

通过一个线性的变压器,我们可以让3pin风扇的供电电压以0.3V的步长在0到12V之间变化从而控制器转速。而4pin的风扇采用普通的12V供电,但是其转速由分离出来的PWM信号控制(即第四根线),该信号为标准的25KHz。因此,4pin风扇的转速可以以2.5的步长在0到100%之间变化。

风扇通过低电阻分路连接,这使我们可以即时的测量电流强度。我们的设备能承担最大1A的风扇电流,其变化步长为1毫安。测量仪器每次使用前都会进行校准,因此我们的测试结果误差均控制在1%之内。该单片机基于Atmel(阿特梅尔)公司的ATmega168微型控制器电路板。它使用AD8605ARTZ运算放大器来放大分路信号,再配合其自身的ADC(模拟数字转换器)来测量电路中的电流。风扇转速通过电压来控制,这些需要ADI公司的AD5245BRJ10数字电位计、美国国家半导体公司的LM7301M5运算放大器进行稳压和IRF公司的IRL3502场效应管。关于4pin风扇,由于使用PWM信号,因此其内置的微控制器可以输出读数。

此外,该设备也可以测试每次风扇旋转时作为控制信号产生的两次二极管生成脉冲。无论是哪种风扇控制----电压变化或者PWM信号脉冲,都可以即时且精确的将检测结果显示在单片机上的LCD屏幕上。

在测试每个风扇的电压以0.9-1.2V为步长于3V到12V变化中。我们认为没有必要将电压低于3V,因为很多风扇甚至需要5V电压才能运转起来。同时,我们记录了每个电压设置下的最大电流和风扇转速,而且也确定了每个待测风扇的启动电压。请不要对工作电压低于启动电压感到奇怪:那意味着一旦扇叶转动并且达到稳定速度,就算是降低电压也能令风扇继续保持正常工作。

此外,出于两个原因我们也确定了PWM控制风扇所需要的转速电压:一、保证测试方法的统一;二、在电压较低的情况下(主板供电问题),PWM是否依然能准确控制转速。

2.风速计

我们的第二件测试设备是一件可以同时测量风速大小和空气温度的热风速计,这款Pro’s Kit MT-4005型号热风速计的精度为0.01 m/s(米每秒)或1ft/min(英尺每分钟)。

09`上半年57款散热风扇大比拼

虽然我们让风力计只记录通过它测速风扇的空气流量(没有CPU就没有热量,所以不记录温度,同时该风扇非常的轻薄,基本是不会产生风阻),但是我们也可以以此作为每款风扇的风力标准,其计量单位使用风量的常用单位----立方英尺每分钟(CFM)。之所以这么说,是因为厂商在测试每款风扇的风力时候都选择与其风扇大小一样的直径作为其气流强度,这也是为什么后面的每款风扇中,厂商给定的参数都要大于我们测试结果的原因。不过为了统一12/14厘米风扇的测试环境,我们将此项指标进行了统一,并且只用于此次横评测试,其结果并不影响性能排序。这里需要说明的一下风量的常用单位分别为:CMM(立方米每分)、 CMH(立方米每时)、 CFM(立方英尺每分)、LM(升每分钟),其换算为1CMM=60CMH=35.245CFM=1000LM。

3.密封风道

为了提高测量精度,确保散热风扇所产生的所有气流均会通过风力计的扇叶,这里需要我们进行一下DIY。我们准备了一个5升的塑料瓶并去掉其底部和颈部待用。切除该瓶子的颈部并修整,确保它的开口和风力计风扇的大小一致,然后将风力计风扇插进该开口并用胶条密封四周。而塑料瓶的底部也再次修整以令其能容纳待测的散热风扇。为了让风扇能稳固在瓶中,这里我们需要使用一个聚亚胺酯泡沫做卡子,将该泡沫的外缘剪成略大于塑料瓶底部大小的圆环(务必要略大于瓶底,以便能起到密封效果),然后在中间剪出一个115*115mm的正方形用来放置散热风扇。整个测试中,我们将待测风扇先放进泡沫中间的方块镂空,然后将这个泡沫环卡进瓶子即可。

09`上半年57款散热风扇大比拼 09`上半年57款散热风扇大比拼

通过如上的处理,测试空间不但相对密封,也有足够的进气孔与出气孔。而如果我们没有使用泡沫环而直接将风扇安在瓶子底部,气流速度也许只有正常的一半。风力计扇叶和散热风扇之间需要有19厘米的距离。不过,在我们测试14厘米风扇的时候事情有些复杂,那就是它们太大了塞不进这个塑料瓶。因此,我们简单的将其压在塑料瓶底部并且尽可能的使用胶带进行密封(即不使用泡沫环)。唯一的例外是Scythe Kaze Mary风扇,因为这个风扇外壳较小,可以像其他12厘米风扇一样使用泡沫环安装。

整套测试装置被安放在电脑桌的边缘以确保有足够的空间让散热风扇抽入空气,也就是让气流的通过空间远大于风扇的直径。

09`上半年57款散热风扇大比拼 09`上半年57款散热风扇大比拼

4.测音量

在我们进行读数前,我们让每个风扇都进行5分钟的工作,保证风扇轴承能够充分热身(融化轴承中的润滑油)并且只记录稳定状态下的风扇数据。我们也会记录下每个风扇在不同电压下的最大气流以便总结成表对比。

为了确保每个风扇的噪音级别准确,我们选取凌晨1点到凌晨3点这段时间在一间20平米的房间内关门测试,并使用CENTER-321电子音量计读数。音量计总是被放置于跟风扇中轴保持一条直线上,为了确保公平我们在放置的位置上做了标记以便每次都是同一个位置,另外让音量计的麦克风与风扇保持35厘米的距离进行读数。

09`上半年57款散热风扇大比拼

就像你在照片上看到的,我们将风扇放在一个特殊的泡沫垫上(放置位置当然是做过标记以确保每次都一样),这是为了吸收风扇自身的震动并且减少其与桌面震动碰撞所产生的噪音。而据以以往的经历来看,CENTER-321音量计所检测出的30 dBA(用A计权测量的分贝)的音量一般不会影响到用户,所以我们在后续的测试中,将30 dBA作为风扇是否能安静工作的分界线。自从一些风扇的最低噪音减小甚至在中等的转速水平上,我们不得不采用这个特殊的测试方法来进行测试。我们提供的不仅仅是实际测试结果,更是我们对每个风扇产品在噪音级别上的主观的意见。


文章纠错

  • 好文点赞
  • 水文反对

此文章为快科技原创文章,快科技网站保留文章图片及文字内容版权,如需转载此文章请注明出处:快科技

观点发布 网站评论、账号管理说明
热门评论
查看全部评论
相关报道

最热文章排行查看排行详情

邮件订阅

评论0 | 点赞0| 分享0 | 收藏0