试验箱(室)温度均匀性的指标及其计算方法
一、各种标准表述试验箱(室)温度均匀性的指标及其计算方法
1、均匀度:以温度均匀度指标来表示试验箱的温度均匀性,例如有以下一些标准:
1)英国标准BS389-1965《实验室湿热箱技术条件》:规定为在达到设定温度两小后,用温差热电偶连续测试两小时,分别计算每一测试点与中心点的温差平均值,其中即为温度均匀度,其大小不得超过规定指标±
2)日本试验机工业会,恒温恒湿箱的性能试验方法:测温元件置于上、下四角及中心点,上下四角测温元件距箱壁距离为各自边长的1/6且不小于50?处。当温度达到恒定状态后,对各测试点每隔一分钟测试一次,共测十次以上,计算每一测试点与中心点的温差的平均值,即为温度均匀度。(ESPEC亦采用此指标)。
3)美国ASTMD2436-68《电气绝缘用强制对流实验室烘箱技术条件》:用9只热电偶,一只在距工作室几何中心25?内,其余8只在上下四角且距箱壁50?处。当达到设定温度并稳定16小时后,尽快记录9支热电偶的温度数据,然后,每隔5分钟记录一次,共记录得到45个数据。计算45个数据的平均值作为箱温。从45个数据中选出两个平均数,然后从四个差值中选出两个差值并求其平均值,此值就表述箱内温度均匀度。
4)中国JB/T5520—91《干燥箱技术条件》:对各测试点连续测试四次,时间≤20min,计算各测试点四次测得的平均值与中心点四次测试的平均值之差,其中工作温度之比即干燥箱的温度均匀度,以百分比表示。
5)中国GB10586-89《湿热试验箱技术条件》。各测试点除中心点外,其余各点距箱壁为各自边长的1/10。当温度达到规定值并稳定2h后,每隔2min测试各测试点温度一次,在30min内共测15次,再隔30min再测一次,以后每隔1h测一次。利用30min内15次的测试数据,分别算出每次数据中温度之差再求其平均值,即为温度均匀度。
2、温度偏差:以温度偏差指标来要求试验箱工作空间的温度均匀性,如以下一些标准:
1)在美军标MIL-STD-810D,
2)在美军标MIL-STD
3)在IEC68号出版物及GB2423中,对试验箱工作空间的温度均匀性要求以“容差”即对标称温度的容许偏差表述。对容差大小,在高温箱中规定为±
4)在IEC
5)GB/T5170·21996《电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法温度试验设备》,规定“温度偏差”为试验箱温度性能指标的检定项目。温度偏差的检定方法是:当工作空间指示点温度达到标称温度后稳定2h。测量各测试点温度,每2min记录一次各点的温度,在30min内共测量15次。工作空间各测试点的实测高温度和实测温度与标称温度的上、下偏差定为设备在该标称温度下的温度偏差。
3、温度偏差和温度均匀度两种表述方法的比较
1)用温度均匀度指标虽可表示箱内工作空间温度均匀性的好或差,但由于在计算中都采用了多次平均的方法,从而把各点的温度波动度因素基本上去掉了。然而对于试验设备的温度性能指标只标出温度均匀度是不够的,还必须有温度波动度指标,即各点温度随时间而变化的大小,才能描述箱内温度场的变化尤其当温度波动较大的情况下。
2)温度偏差不但反映了工作空间各点温度的位置误差,同时也包括了各点温度随时间而变化的误差即温度波动度。因此温度偏差更能说明箱内的温度均匀性,一般无需再测试验箱的温度均匀度和温度波动度。只有当某些试验设备对温度波动度有特殊要求时,如对湿热箱,才标出温度波动度。因为湿热箱温度波动度超过±
GB/T5170.2—1996,温度试验设备的检定方法中,对温度性能指标只规定检定温度偏差,而对温度均匀度未作规定必须检定,只在附录B中提示了温度波动度、温度均匀度的检定方法,这样的规定是非常正确的。
3)温度均匀度指标,由于表示各点温度平均值与中心点温度平均值的差值,所以有正负号,只有国标的温度均匀度,因未与中心点比较或与标称温度比较,故没有正负号,所以没有温度偏差表示方法清楚准确。
4)目前国内一些环境试验设备产品标准仍要求有温度波动度、温度均匀度和温度偏差三项指标,显然没有必要。建议在修订这些标准时采用温度偏差指标,多加上一个温度波动度指标就很了解。而且采用温度偏差符合美军标、国军标,和国际电工委员会相关标准的要求。