低溫試驗(yàn)測(cè)量審核不滿意的分析

鄧永芳，羅 俊

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十四研究所，重慶 400060）

引言

采用ZTH020U型高低溫濕熱試驗(yàn)箱參與某公司組織的低溫對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)后收到該公司提供的《測(cè)量審核結(jié)果報(bào)告》。報(bào)告給出樣品的動(dòng)作溫度指定值為-15.50℃，而ZTH020U高低溫濕熱試驗(yàn)箱的動(dòng)作溫度測(cè)試值為-12.2℃，根據(jù)評(píng)價(jià)依據(jù)CNAS-GL：2006《能力驗(yàn)證結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理和能力評(píng)價(jià)指南》評(píng)價(jià)，Z比分?jǐn)?shù)值為3.92，測(cè)量審核結(jié)論不滿意。

本次參與低溫試驗(yàn)的試驗(yàn)設(shè)備為上海增達(dá)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的ZTH020U型高低溫濕熱試驗(yàn)箱，試驗(yàn)箱編號(hào)653409003。針對(duì)本次測(cè)量審核不滿意結(jié)論，進(jìn)行了原因查找與分析。

1 ZTH020U低溫試驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果

1.1 低溫試驗(yàn)的規(guī)定要求

1）樣品線路連接方法如圖1所示。其中試驗(yàn)供電電源220V±5%～、50Hz±1%，電路導(dǎo)線橫截面積1.0mm2。

2）樣品放置在試驗(yàn)箱外，將樣品感溫探頭放入試驗(yàn)箱中。

3）接通電路，開啟試驗(yàn)箱，從常溫開始降溫，觀察指示燈狀態(tài)，至指示燈熄滅，記錄指示燈熄滅瞬間樣品的動(dòng)作溫度。

1.2 低溫試驗(yàn)方法

按低溫試驗(yàn)規(guī)定要求把樣品的感溫探頭放入ZTH020U型高低溫濕熱試驗(yàn)箱中。感溫探頭放入位置如圖2所示。

低溫試驗(yàn)中的樣品的動(dòng)作溫度的讀取中采用的是試驗(yàn)箱自帶溫度顯示。

1.3 低溫試驗(yàn)結(jié)果

圖1 線路連接圖

低溫試驗(yàn)是從試驗(yàn)箱的初始溫度21.4℃開始降溫，指示燈熄滅，試驗(yàn)箱自帶顯示溫度為-12.2℃，即記錄試驗(yàn)箱溫度為-12.2℃。

2 試驗(yàn)試驗(yàn)測(cè)量審核不滿意原因分析

2.1 試驗(yàn)試驗(yàn)測(cè)量審核不滿意原因分析

ZTH020U型高低溫濕熱試驗(yàn)箱箱體的進(jìn)風(fēng)口位置、箱體的排氣口位置、箱體的溫度傳感器位置及本次低溫試驗(yàn)的樣品感溫探頭的位置如圖3所示。

由于本次低溫試驗(yàn)是從常溫開始降溫，觀察指示燈熄滅并記錄指示燈熄滅瞬間樣品的動(dòng)作溫度，樣品動(dòng)作反映的是試驗(yàn)箱降溫的動(dòng)態(tài)過程的溫度。冷氣進(jìn)風(fēng)口位于箱體最里面的頂后部位置，箱體的溫度感應(yīng)器位于箱體最里面的底后部排氣口位置附近。在低溫試驗(yàn)過程中，冷氣從箱體頂部進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入箱體，再由箱體底部的排風(fēng)口排出，在降溫過程中，箱體內(nèi)部因?yàn)槔滹L(fēng)的傳遞流動(dòng)會(huì)形成一定的溫度梯度。在本次低溫試驗(yàn)中箱體的溫度傳感器位置和樣品感溫探頭位置不同，與箱體的進(jìn)氣口的相對(duì)距離也不一樣，因此在低溫試驗(yàn)的降溫試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)箱自帶的溫度感應(yīng)器所檢測(cè)到的溫度與樣品感溫探頭感測(cè)到的溫度是不一致的。

由上述分析可知，本次由ZTH020U型高低溫濕熱試驗(yàn)箱箱體自帶的顯示溫度給出的數(shù)據(jù)，不是樣品感溫探頭感測(cè)到的真實(shí)溫度。

2.2 ZTH020U降溫過程的驗(yàn)證

圖2 樣品感溫探頭的位置

圖3 溫度傳感器與樣品感溫探頭的位置

把點(diǎn)溫計(jì)探頭放置在ZTH020U試驗(yàn)箱中圖2所示的樣品感溫探頭位置。從常溫開始降溫，模擬低溫試驗(yàn)測(cè)量樣品動(dòng)作溫度的全過程。

觀察ZTH020U降溫過程中，溫度從常溫降至-11.5℃過程中，開始階段降溫速率較快，后降溫逐漸減緩，降溫過程中試驗(yàn)箱顯示溫度和點(diǎn)溫計(jì)測(cè)試溫度差距不同。溫度降至-11.5℃（試驗(yàn)箱顯示溫度）左右時(shí)，出現(xiàn)暫停、回溫現(xiàn)象，溫度回升到-9.5℃左右，之后出現(xiàn)快速降溫。降溫中出現(xiàn)的暫停、回溫現(xiàn)象是因?yàn)閆TH020U型高低溫濕熱試驗(yàn)箱有兩組壓縮機(jī)，從常溫開始降溫過程中，第一級(jí)壓縮機(jī)啟動(dòng)、工作，溫度降至-11.5℃，暫停之后，第二級(jí)壓縮機(jī)啟動(dòng)、工作。

在試驗(yàn)箱顯示溫度的-3℃到-13.3℃范圍對(duì)應(yīng)點(diǎn)溫計(jì)測(cè)試溫度結(jié)果如表1所示。

其中，ZTH020U檢測(cè)-12.2℃溫度點(diǎn)附近溫度-12.4℃，點(diǎn)溫計(jì)檢測(cè)到的樣品感溫探頭位置溫度為-15.9℃。檢測(cè)結(jié)果如圖4所示。

即ZTH020U檢測(cè)-12.2℃溫度時(shí)，樣品感溫探頭位置溫度應(yīng)為-15.7℃左右。

3 ZTH020U型高低溫濕熱試驗(yàn)箱自身評(píng)價(jià)

3.1 校準(zhǔn)

按JJF 1101-2003《環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備溫度、濕度校準(zhǔn)規(guī)范》要求對(duì)ZTH020U型高低溫濕熱試驗(yàn)箱（653409003）進(jìn)行了校準(zhǔn)，其證書校準(zhǔn)點(diǎn)溫度有125℃、-10℃、-70℃。結(jié)果如表2所示。

校準(zhǔn)結(jié)果合格。

3.2 -15℃溫度點(diǎn)的計(jì)量

按GB/T 5170.2-2008《檢定計(jì)量方法》要求對(duì)ZTH020U型高低溫濕熱試驗(yàn)箱的-15℃進(jìn)行了校準(zhǔn)。結(jié)果如表3所示。

從表3可以看出，ZTH020U型高低溫濕熱試驗(yàn)箱（653409003）-15℃符合要求。

4 試驗(yàn)結(jié)果分析

本次低溫試驗(yàn)測(cè)試審核結(jié)論不滿意的原因：本次低溫試驗(yàn)的測(cè)試本身是降溫過程的動(dòng)態(tài)測(cè)試，試驗(yàn)人員讀取的溫度是箱體自帶的溫度顯示溫度。試驗(yàn)箱在降溫過程中，箱體內(nèi)是有一定的溫度梯度，而試驗(yàn)箱箱體的溫度傳感器位置、樣品感溫探頭的位置不在一處，與冷風(fēng)進(jìn)入口的距離也不一樣，使得箱體的溫度傳感器位置檢測(cè)到的溫度不是樣品感溫探頭感測(cè)到的實(shí)際溫度。

5 結(jié)束語

用高低溫試驗(yàn)箱參與溫度試驗(yàn)時(shí)，由于試驗(yàn)箱在升溫或降溫過程中，試驗(yàn)箱中的溫度分布是有溫度梯度的。與進(jìn)風(fēng)口不同位置、距離不同時(shí)，其溫度也不同。因此在此類試驗(yàn)中，應(yīng)在樣品感溫探頭的位置附近設(shè)備溫度檢測(cè)器，或者把樣品的感溫探頭放置在箱體感溫器附近，以較準(zhǔn)確的檢測(cè)出樣品的感溫探頭感應(yīng)到的真實(shí)溫度值，特別是升降溫速率快的試驗(yàn)箱。這樣才不會(huì)出現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確的情況。

表1 試驗(yàn)箱顯示溫度對(duì)應(yīng)點(diǎn)溫計(jì)測(cè)試溫度

圖4 -12.2℃附近溫度點(diǎn)溫度檢測(cè)

表2 校準(zhǔn)點(diǎn)溫度

表3 檢定結(jié)果

[1]JJF 1101-2003,環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備溫度、濕度校準(zhǔn)規(guī)范 [S].

[2]GB/T 5170.2-2008,電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備檢驗(yàn)方法 溫度試驗(yàn)設(shè) [S].

[3]GB/T 2423.1-2008,電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2 部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)A：低溫 [S].

[4]CNAS-GL02：2006,能力驗(yàn)證結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理和能力評(píng)價(jià)指南 [B].北京：中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家委員會(huì)發(fā)布，2006.

[5]夏錚錚 主編.中國(guó)能力驗(yàn)證指南[M].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2001.