環(huán)境試驗設(shè)備相關(guān)計量方法介紹

一、 概述
1、產(chǎn)品在生產(chǎn)，儲存，運輸和使用過程中不可回避地要隨環(huán)境條件的侵襲，這種環(huán)境條件侵襲通常有三種情況：
1）氣候環(huán)境條件高溫，低溫，濕度，霉菌，鹽霧，砂塵，淋雨日照等
2）飛行環(huán)境條件低溫低氣壓，高溫低氣壓，溫度沖擊，加速度，振動，沖擊
3）運輸環(huán)境條件碰撞，振動，沖擊等
為了適應(yīng)和經(jīng)受這些環(huán)境條件的侵襲，國內(nèi)外生產(chǎn)廠家不斷推出自己的環(huán)境試驗設(shè)備以滿足市場的需求。
“九五”期間，七個地區(qū)（北京，上海，成都，西安，沈陽，武漢，廣州）國防系統(tǒng)等60多單位投入環(huán)境試驗設(shè)備幾百余臺（箱），統(tǒng)計分析其中80年代投入使用占61%，70年代投入使用占29%，60年代投入使用占10%，這些試驗設(shè)備都較充分的發(fā)揮了作用。
2、現(xiàn)在實行的軍用標準
● 美MIL-STO-810
● GJB150~20-86軍用設(shè)備環(huán)境試驗方法
● GB/T5170-96電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備基本參數(shù)檢定方法
● GB 2423電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗
● GB10592-89高低溫試驗箱技術(shù)條件
● GB10589-89低溫試驗箱技術(shù)條件
● GB10586-89濕熱試驗箱技術(shù)條件
二、 環(huán)境試驗設(shè)備若干計量問題
1、溫度沖擊試驗及溫度變化試驗
溫度沖擊試驗：這種試驗特點是僅在試驗前后對產(chǎn)品性能進行初始檢測和終檢測，以判斷產(chǎn)品是否能耐受溫度的急劇變化，不要求產(chǎn)品在溫度變化過程中工作并達到性能要求，高低溫箱在試驗過程中高低溫轉(zhuǎn)換一般規(guī)定此轉(zhuǎn)換時間小于5分鐘（這同時也是計量所要求達到的指標）。
溫度變化試驗：考核產(chǎn)品在溫度變化期間耐抗能力和正常工作能力的試驗，用一個試驗箱對溫度變化的速率作出限制。如：10℃/min  15℃/min  20℃/min
2、溫度容差
在眾多的環(huán)境試驗方法標準中，試驗條件容差是一項重要的技術(shù)指標，它反映了環(huán)境試驗對設(shè)備的控制水平的要求，體現(xiàn)了環(huán)境試驗的規(guī)范性。因此，正確理解有頭標準對試驗條件容差的規(guī)定，從而提高環(huán)境試驗結(jié)果的可靠性和科學(xué)性是至頭重要的。
國標GB2423.1低溫試驗方法中規(guī)定了溫度允許偏差范圍±3℃，在這里±3℃并不是指那一個點或是在那一時間，鴯對整個工作空間的各點的要求。
還應(yīng)指出的另一問題是±2℃這個溫度容差是允許偏差的概念，GJB150溫度梯度大2.2℃時，對溫度場均勻性要求是某一瞬間溫度場各點溫度之間的關(guān)系。±2℃這個溫度容差，決不能看作是標稱值的設(shè)定范圍。例60±2℃
此處60℃是標稱值，±2℃則是容差在設(shè)定環(huán)境條件參數(shù)值時，溫度設(shè)定值只能是60℃，而不能是62℃，或58℃，由于控制系統(tǒng)漂移調(diào)整中的誤差及試驗箱溫度場的不均勻性，試驗溫度的實測結(jié)果不可能是60℃，允許偏差但范圍是不超過62℃
或不低于58℃
3、環(huán)境試驗設(shè)備中相對濕度的測量
相對濕度在環(huán)境試驗中是一個很重要的參數(shù)，合理而準確地測量相對濕度，對于保證環(huán)境條件具有重要意義。
所謂相對濕度，就是空氣中水蒸氣分壓力和同溫度下飽和水蒸氣分壓力之比
    u=e/es*,RS
試驗箱中相對濕度通常無法由測量空氣中水蒸氣分壓和飽和水蒸氣分壓得到，是通過測量干球溫度并加以換算而得到
   e=etw-AP（t-tw）
利用干濕球法測量相對濕度的基礎(chǔ)是空氣狀況，如果溫度變化階段用干濕球法測量相對濕度是不準確，只能作為參考，在空氣狀態(tài)穩(wěn)定的情況下，相對濕度只受A值的影響
    A=0.00001（65+6.75/V）
公式上看A值的大小取決于流過濕球的空氣流速，所以流過濕球的空氣流速是影響相對濕度測量的重要因素，實驗證明，當(dāng)空氣流速大于2.5m/s時，對相對溫度的影響已不明顯，但試驗箱是在密閉條件下，在檢定時要求在工作空間布置多個相對濕度測量點。這樣在工作空間一般〈1 m3內(nèi)，將存在多個能產(chǎn)生局部氣流速度大于2.5 m/s風(fēng)源，這將破壞試驗箱原來的工作狀態(tài)，顯然不合適
結(jié)論：
● 用干濕球法測量相對濕度。以上因素是帶來測量相對濕度準確性的影響因素。
● 用干濕球法測量相對濕度的過程，流過濕球的氣流速度是影響結(jié)果的重要因素，保持2.5 m/s以上，而實際試驗箱0.6m/s左右，如不能滿足要求，可使用相應(yīng)氣流速度的相對濕度查算表。
干濕球測量相對濕度的方法：
1）選用兩支型號相同，特性基本一致的溫度計，兩去溫度計傳感器的軸凡線應(yīng)平行，溫度計之間的距離應(yīng)不小于濕球傳感器總直徑的3倍（包括濕球紗套）
2）水杯帶蓋，并蓋滿蒸餾水，水杯中水面到濕球底部的距離紙為30mm。
3）濕球水的滲透高（70~80）mm。（ZBY157-83要求）
4）分別讀出干濕球溫度計的示值，算出干濕球溫度計差值，根據(jù)GB6999-86查出訪溫度下的相對濕度值。
4、環(huán)境試驗設(shè)備檢定中的標稱值
工作空間環(huán)境參數(shù)標稱值是環(huán)境試驗設(shè)備的重要特征之一，是計算環(huán)境參數(shù)偏差的依據(jù)，是環(huán)境試驗設(shè)備檢定工作的基礎(chǔ)。
1）標稱值的定義：標注在量具上用以標明其特性或指導(dǎo)其使用的量值稱為標稱值。
2）標稱值的特點：它是一個測量結(jié)果，是計量器具所*，一個已知給出的值。
3）標稱值在環(huán)境試驗設(shè)備檢定工作中的作用：環(huán)境試驗中要求的環(huán)境條件是由試驗設(shè)備提供，而試驗方法標準中規(guī)定的環(huán)境條件標稱值一個理想值，在實際試驗中由于多種因素，影響試驗設(shè)備提供的環(huán)境條件的實際值，只能接近標稱值而無法達到標稱值，接近的程度取決于試驗設(shè)備控制系統(tǒng)的準確度，它的作用體現(xiàn)在兩個方面：
● 標稱值是試驗設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)定值的依據(jù)。
● 標稱值是計算試驗設(shè)備工作空間各點環(huán)境條件偏差的依據(jù)。
          三、 環(huán)境試驗箱的計量項目、方法、計算
1、名詞解釋：
1）波動度：環(huán)境試驗設(shè)備在穩(wěn)定狀態(tài)下，工作空間中心點參數(shù)隨時間的變化量。
2）均勻度：環(huán)境試驗設(shè)備在穩(wěn)定狀態(tài)下，工作空間某一時刻各測試點（溫濕度）之間的差異。
3）偏差：設(shè)備在穩(wěn)定狀態(tài)下，工作空間各測量點的實測高值和實測低值與標稱值的上下偏差。
2、計量特性：溫濕度偏差、溫濕度波動度、溫濕度均勻性
3、計量方法：
1）計量在空載條件下進行。若帶有負載，應(yīng)在證書中說明負載情況。
2）計量濁濕度點一般應(yīng)選擇設(shè)備使用范圍的上限、下限及中心點，也可根據(jù)用戶需要選擇實際常用的溫濕度點
3）計量點的位置：
● 設(shè)備容積小于2m3時，溫度點9個，濕度點3個

● 設(shè)備容積大于2 m3，溫度點15個，溫度點4個

計算（以溫度為例）
波動度：△tf=±（tomax-tomin）/2

均勻度：△tu=Σ（ttmax-ttmin）/n
　　　　I=1

偏差：△Tmax=Tmax-T標
△Tmin=Tmin-T標