环境试验设备的检测与校准技巧

摘要：本文通过对环境试验设备检测和校准常见问题进行分析，提出提高环境试验设备检测与校准准确度的策略，以期为环境试验设备检测与校准研究工作提供依据。

关键词：环境试验设备；检测；校准

目前来看，环境试验设备检测或校准过程中，主要依据于JJF1101―2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》和GB/T5170―2008《电工电子产品环境试验设备检验方法》，而这两种标准规范在实际检测和校准过程中，不能覆盖所有的环境试验设备，无法为一些设备检测和校准提供准确的依据，测量结果往往还需要参照相应的国家标准和行业标准甚至产品的出厂说明书来判断合格与否。为此，下文从环境设备实际检测中遇到的问题出发，对与环境试验设备检测与校准相关的内容进行具体分析。

一、环境试验设备检测中常见问题

1.环境试验设备检验和校准规范不完善

目前来看，环境试验设备主要有鼓风干燥箱，高、低温试验箱，高低温交变湿热试验箱，盐雾试验箱，热老化试验箱等等。这些设备在检验和校准过程中需要以JJF1101―2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》为依据。因我院检测产品多种多样，目前有较多类似的环境试验设备，但这一校准规范没有对类似的环境试验设备检测和校准进行详细规范，仅要求参照规范进行校准。因此，在具体检测和校准过程中有时需要参照国家标准、行业标准或设备出厂说明书进行校准。当校准结果与规范要求有冲突时，只能以出厂说明书或试验具体要求来判定合格与否。对于环境试验设备，我们首先依据校准规范，规范里没有要求的参数，再根据具体的试验要求，依据国家标准来判定校准结果合格与否。

2.温度传感器和温度点选择不当

JJF1101―2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》对检测和校准温度偏差、温度均匀度和温度波动度有明确的要求，温度范围为0～100℃、100～200℃、200～300℃，温度偏差为±1.0℃、±2℃和±3℃，温度均匀度为1.0℃、2℃、3℃，温度波动度为±0.5℃、±0.5℃、±2℃；我院目前采用四线制铂热电阻，符合IEC 60751的等级A级，数据采集器是中国KEITHLEY2701型，整套温度测量系统，其测量结果的扩展不确定度为0.1℃（k=2），小于被检温度允许偏差的1/3。同时整套测量系统的响应时间小于15s.

根据JJF1101―2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》对环境试验设备进行检验，需要对上限点、下限点和中间点三点进行校准。而在实际校准过程中，上限点和下限点一般不用于常用温度点，但在新购设备首次校准中必须测到上限点和下限点，后续检测时，选择实际常用工作点的最大、最小及中间点进行校准即可。

3.温度偏差计算方法不完善

JJF1101―2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》中的温差度计算是工作空间中平均温度大小与实际测量中心位置平均温差度大小之间的差值。GB/T5170―2008《电工电子产品环境试验设备检验方法》温度差计算则采用的是上下偏差方法，即实际测量中工作空间里所有点中最大与最小温度和标称温度之间的差值。上述两种温度偏差计算中上下偏差方法在实际应用中，能较全面的反应出受检装置内部实际温度分布，而用中心位置平均温度差法对设备温度偏差进行计算，难以真实的反应出受检装置内部真实温度分布状况，需要对这种计算方法进行改进。

4.温度过冲、温度过冲量、温度恢复时间和温度过冲恢复时间

在 IEC-CB体系CTL决议，CTL-DSH 039C的规定中，做球压试验时有要求烘箱温度应可以在5分钟内回调，并不超过原先设定的+5℃。

二、提高环境实验设备检测与校准精确度的策略

1.完善环境试验设备检测和校准规范

随着科学技术不断的发展，高性能的环境试验检测设备层出不穷，原有的环境试验设备检测和校准规范已经不能更好的满足现有试验设备的需求，需要从环境试验设备检测现状出发，完善环境试验设备检测和校准规范。如JJF1101―2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》5.2.1条款中，仅对设备构成和时间常数进行明确，为了满足现有环境设备检测和校准精确度需求，可以在原有条款基础上补充具体技术指标，温度测量设备系统误差不大于被检测设备温度误差的1/3。标准规范6.2.3条款中测试点数量仅划分三个容量，参照使用中容积小的恒温水浴和台式培养箱等需要9个温度测试点，按照原有规范无法有效执行。这种情况下，应该在原有条款基础上进行相应补充，当设备容积不大于0.05m3时，温度测试点设置1个，并将其置于工作空间几何中心处，根据试验和检验的需要，可在试验设备工作空间增加对疑点的测量。

2.合理选择温度传感器和温度点

温度传感器的选择与环境实验设备检测和校准结果的准确性有直接关系，如果选择不当，检测和校准结果误差将大于JF1101―2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》的要求，从而使检测和校准数据不准确，无法为使用者提供可靠依据。因此，在选择和使用温度传感器时，首先应选择那些等级较高、性能较好的传感器进行测量，尽量降低测量误差率；其次，要定期将温度传感器送至上级部门进行检定，并让其给出传感器修正值，以便测量过程中发现问题能及时对传感器进行修正，减少温度传感器引起的误差值；再次，要根据用户需求选择常用的校准温度点，这样既可以节省用户时间，也便于用户直接将结果用于实际工作。但是在这里应注意的是，设备校准要确保是在空载条件下进行的，且保证温度上升至标称温度后稳定三十分钟左右再进行测试，以保证校准结果的精确度。

3.改进温度偏差计算方法

环境试验设备在检测和校准过程中，因上下偏差值计算较中心位置计算准确，对均匀度、波动度等进行计算能为使用者提供准确的指标。实际计算中应将上下偏差值作为必要的参考指标，并在此基础上对检测值进行对比和调整。

当上下偏差值不小于0时，设备内部实际温度不小于设备显示温度值，即可用上下偏差值法对设备进行比对修正；当上下偏差值不大于0时，设备内部实际温度不大于设备显示的温度值，也用上下偏差值法进行修正；当上下偏差值一个不小于0，一个不大于0时，则需要结合实际经验和测试结果进行修正，而依据JF1101―2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》中的中心位置法计算偏差相对简单。

结束语：

环境试验设备作为检测环境湿度与温度数据的仪器，其检测数据准确与否将直接影响试验结果，尤其是对温度和湿度波动较大的环境情况，环境设备检测数据的不准确将会给用户带来巨大损失。因此，要完善环境试验设备检测和校准规范、合理选择温度传感器和温度点，选择合适的计算方法，以确保环境试验设备检测与校准精确度，从而使环境实验设备更好的发挥作用。

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