冷熱沖擊試驗箱溫度參數的校準

來源： bibil.cn 時(shi)間：2019-12-16

    摘要：針對冷熱沖擊試驗箱溫度參數的重要性，著重討論了該設備在溫度參數方面的校準方法及技術指標，為以后檢測冷熱沖擊試(shi)驗(yan)箱(xiang)溫度參數提供了科學的方法及合理的參考數據。
    隨著國民經濟的迅速發展，金屬、塑料、橡膠、電子等材料行業越來越景氣，用戶對產品質量的要求也越來越高，生產企業多采用冷熱沖擊試驗設備對其產品進行檢驗，因此該類設備的性能直接影響到終的產品質量，而溫度參數是該類設備重要的性能指標之一。
     冷熱沖擊試驗箱是材料行業必備的測試設備，主要由位于上部的高溫試驗箱、位于下部的低溫試驗箱、位于后部的制冷機組柜和位于左側后板上的電器控制柜(系統)組成。

1、檢測環境條件

    環境溫度： 15~35℃、相對濕度：不大于85%。
    無影響冷熱沖擊試驗箱正常校準的外磁場、周圍無強烈振動、無強烈氣流直接吹到箱體上、無高濃度粉塵及腐蝕性物質。
    如果校準用儀器設備規定了正常使用的環境條件，應符合其規定。

測(ce)量標準器(qi)及其(qi)(qi)他(ta)設備見表(biao)1。也可使用擴展不確定(ding)度(k=2)滿足(zu)技術要求的其(qi)(qi)他(ta)測(ce)量系(xi)統。當測(ce)量溫度變(bian)化速率時，溫度測(ce)量系(xi)統的響(xiang)應時間小于5s。

表1 測量標準及其他設備

2、校準項目

冷熱沖擊試驗箱主要校驗項目有：外觀檢查、溫度偏差、溫度均勻度、溫度波動度和溫度變化速率。

3、校準方法

    溫度偏差、溫度均勻度和溫度波動度可以同時進行校準。
    3.1 高、低溫度點的選擇
    根據客戶要求選擇能保持試驗要求的實際常用高、低溫度點。
    3.2 溫度變化速率的選擇
    根據客戶或工藝要求選擇能滿足試驗要求的從低溫到高溫或從高溫到低溫的變化速率。
    3.3 溫度測量點數量和位置的選擇

根據(ju)冷(leng)(leng)熱沖擊(ji)試(shi)驗箱(xiang)容積(ji)的大(da)小，將(jiang)工作空(kong)間(jian)分為(wei)上(shang)、中、下三(san)個平(ping)面(mian)，中層通過工作空(kong)間(jian)幾何點。將(jiang)-定(ding) 數量的溫度傳感器(qi)放置在試(shi)驗箱(xiang)三(san)個平(ping)面(mian)規定(ding)的位置上(shang)，傳感器(qi)不(bu)應(ying)受(shou)到(dao)冷(leng)(leng)熱源的直接輻射，測量點分布如(ru)圖(tu)1和(he)圖(tu)2所(suo)示。

圖1 試驗箱容積不大于2m3

圖2 試驗箱容積不大于2m3

    如圖1和圖2所示，測量點分布位于上、中、下層；溫度測量點用英文字母0、A、B、C、D、E、F、G、H、1、1、K、L、M、N表示；測量點O為冷熱沖擊試驗箱工作空間幾何點，其他各測量點的位置與設備內壁的距離為試驗箱各邊長的1/10遇到風道時，指與送風口和回風口的距離)，但距離不大于500 mm，小距離不小于50 mm，如果試驗箱帶有樣品架時，下層測量點可布置在樣品架上方10mm處；當試驗箱容積小于0.05 m'或大于50m'時，可適當減少或增加測量點。
    溫度變化速率的測量點位置規定為試驗設備試驗箱工作空間幾何點。
    3.4 校準步驟
    校準通常在空載狀態下進行，校準前將溫度傳感器測量端固定在圖1或圖2的各個測溫點位置上。做好標記。然后將溫度傳感器另一端引出試驗箱，依標記序號通過轉換開關分別與測量儀器連接。關閉箱門，通電運行，將試驗設備的溫度控制器調節到所要求的標稱溫度上。使試驗設備降溫或升溫，設備進人控溫狀態穩定30min后穩定時間長不超過2 h )，開始記錄各測溫點的溫度和設備指示溫度，每隔1 min記錄1次，記錄不少于8次。然后調節設備到另一個要求的溫度，記錄點的溫度從溫度范圍10%.上升（下降）到90%（10%）所需的時間。若想測得每5min溫度平均變化速率，則按要求的變化速率使試驗設備升溫或降溫至另一要求溫度，在升降溫過程中，每1 min測量1次點的溫度。

4 、數據處理

4.1 溫度偏差

經校準取測溫(wen)儀器在各個測溫(wen)點上測得的、實際溫(wen)度(du)(du)和標稱溫(wen)度(du)(du)，按式(1 )和式2)計算(suan)，求溫(wen)度(du)(du)偏差。

溫度偏差

溫度偏差2

式中：tpn為(wei)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)儀器測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)得各個測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)點(dian)的實(shi)(shi)際(ji)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)（實(shi)(shi)際(ji)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)=測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)儀器讀(du)數平均值+修正(zheng)值），℃；m為(wei)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量次(ci)數； tij為(wei)第j個測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)點(dian)的瞬時溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)值，℃；txj，為(wei)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)校(xiao)準(zhun)裝置第j個測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)點(dian)的修正(zheng)值，℃； △tmax為(wei)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)上偏差(cha)，℃；△tmin 為(wei)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)下偏差(cha)，℃；tpmax為(wei)式(1)求(qiu)得的各測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)點(dian)實(shi)(shi)際(ji)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)的值，℃； tpmin為(wei)式(1 )求(qiu)得的各測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)溫(wen)(wen)(wen)點(dian)實(shi)(shi)際(ji)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)的小(xiao)值，℃； tb，為(wei)標稱溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)，℃。

4.2 溫度均勻度

經校(xiao)準取(qu)測(ce)溫儀(yi)器在規定的各(ge)個測(ce)溫點上測(ce)得的、實際溫度(du)，按式(4)和式(5 )計算，求得溫度(du)均勻度(du)。

溫度均勻度