環境試驗設備概述及相關計量方法

一、 概述
1、產品在生產，儲存，運輸和使用過程中不可回避地要隨環境條件的侵襲，這種環境條件侵襲通常有三種情況：
1）氣候環境條件----高溫，低溫，濕度，霉菌，鹽霧，砂塵，淋雨日照等
2）飛行環境條件----低溫低氣壓，高溫低氣壓，溫度沖擊，加速度，振動，沖擊
3）運輸環境條件----碰撞，振動，沖擊等
為了適應和經受這些環境條件的侵襲，國內外生產廠家不斷推出自己的環境試驗設備以滿足市場的需求。
“九五"期間，七個地區北京，上海，成都，西安，沈陽，武漢，廣州國防系統等60多單位投入環境試驗設備幾百余臺（箱），統計分析其中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，這些試驗設備都較充分的發揮了作用。
2、現在實行的標準
● 美軍標MIL-STO-810
● GJB150~20-86設備環境試驗方法
● GB/T5170-96電工電子產品環境試驗設備基本參數檢定方法
● GB 2423電工電子產品基本環境試驗
● GB10592-89高低溫試驗箱技術條件
● GB10589-89低溫試驗箱技術條件
● GB10586-89濕熱試驗箱技術條件
 

二、 環境試驗設備計量問題
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品性能進行初始檢測和zui終檢測，以判斷產品是否能耐受溫度的急劇變化，不要求產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換一般規定此轉換時間小于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
在眾多的環境試驗方法標準中，試驗條件容差是一項重要的技術指標，它反映了環境試驗對設備的控制水平的要求，體現了環境試驗的規范性。因此，正確理解有頭標準對試驗條件容差的規定，從而提高環境試驗結果的可靠性和科學性是至頭重要的。
國標GB2423.1低溫試驗方法中規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。
還應指出的另一問題是±2℃這個溫度容差是允許偏差的概念，GJB150軍標溫度梯度zui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系。±2℃這個溫度容差，決不能看作是標稱值的設定范圍。例60±2℃
此處60℃是標稱值，±2℃則是容差在設定環境條件參數值時，溫度設定值只能是60℃，而不能是62℃，或58℃，由于控制系統漂移調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、環境試驗設備中相對濕度的測量
相對濕度在環境試驗中是一個很重要的參數，合理而準確地測量相對濕度，對于保證環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＊100,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-APt-tw
利用干濕球法測量相對濕度的基礎是空氣狀況，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，在空氣狀態穩定的情況下，相對濕度只受A值的影響
    A=0.0000165+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，將存在多個能產生局部氣流速度大于2.5 m/s風源，這將破壞試驗箱原來的工作狀態，顯然不合適
結論：
● 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平行，溫度計之間的距離應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GB6999-86查出訪溫度下的相對濕度值。
4、環境試驗設備檢定中的標稱值
工作空間環境參數標稱值是環境試驗設備的重要特征之一，是計算環境參數偏差的依據，是環境試驗設備檢定工作的基礎。
1）標稱值的定義：標注在量具上用以標明其特性或指導其使用的量值稱為標稱值。
2）標稱值的特點：它是一個測量結果，是計量器具所*，一個已知給出的值。
3）標稱值在環境試驗設備檢定工作中的作用：環境試驗中要求的環境條件是由試驗設備提供，而試驗方法標準中規定的環境條件標稱值一個理想值，在實際試驗中由于多種因素，影響試驗設備提供的環境條件的實際值，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備控制系統的準確度，它的作用體現在兩個方面：
● 標稱值是試驗設備控制系統設定值的依據。
● 標稱值是計算試驗設備工作空間各點環境條件偏差的依據。
 

三、 環境試驗箱的計量項目、方法、計算
1、名詞解釋：
1）波動度：環境試驗設備在穩定狀態下，工作空間中心點參數隨時間的變化量。
2）均勻度：環境試驗設備在穩定狀態下，工作空間某一時刻各測試點（溫濕度）之間的差異。
3）偏差：設備在穩定狀態下，工作空間各測量點的實測zui高值和實測zui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，應在證書中說明負載情況。
2）計量濁濕度點一般應選擇設備使用范圍的上限、下限及中心點，也可根據用戶需要選擇實際常用的溫濕度點
3）計量點的位置：

● 設備容積小于2m3時，溫度點9個，濕度點3個

● 設備容積大于2 m3，溫度點15個，溫度點4個

上海覽浩儀器設備有限公司

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