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高低溫試驗箱測試中溫度穩(wěn)定確定方法

作者: salmon范 編輯: 瑞凱儀器 來源: www.shubeikang.com 發(fā)布日期: 2019.08.17

    1、 高低溫試驗箱溫度穩(wěn)定確定方法

     高低溫試驗箱溫度穩(wěn)定的確定方法是在試驗箱的有效容積內(nèi)布置若干個溫度測量點,調(diào)節(jié)試驗箱溫度到某一設(shè)定的高、 低溫工作溫度。有效容積內(nèi)各測溫點溫度均到達設(shè)定溫度的容差范圍內(nèi)的時間與指示點處空氣溫度到達設(shè)定溫度的時間之差即為試驗箱溫度穩(wěn)定所需的時間,如圖1中的T2所示。這一方法很簡單,而且可在試驗箱檢定時得到這一數(shù)據(jù)。但在實際的試驗箱檢定標準中,沒有規(guī)定測量和提供這一數(shù)據(jù)。
試件不工作狀態(tài)隨箱升溫的高溫工作試驗的保溫時間
    高低溫試驗箱檢定時,為了保證檢定結(jié)果的準確性,要求指示點處空氣溫度到達規(guī)定值后再穩(wěn)定2 h,而后每隔一定時間(如2 min)測一次各布點的溫度。顯然檢定高低溫試驗箱時溫度穩(wěn)定2 h的規(guī)定能保證試驗箱達到穩(wěn)定狀態(tài)。但在實際使用中大部分情況下是從指示點溫度達到設(shè)定點溫度就看作試驗箱溫度已達到穩(wěn)定,并從此時開始計算試件達到溫度穩(wěn)定的時間。顯然,此時試驗箱實際上并未達到溫度穩(wěn)定,從而與檢定時的條件不一致。實際試驗時如果都像試驗箱檢定那樣操作也是不現(xiàn)實的。好能夠事先確定試驗箱達到溫度穩(wěn)定的時間。有些單位為了簡便起見,自行設(shè)定一個試驗箱溫度穩(wěn)定時間(如0.5h),這一做法不夠正確。

    2、 試件溫度穩(wěn)定確定方法

    2.1  重量法

    重量法是根據(jù)試件的重量大小確定高、低溫溫度下達到溫度穩(wěn)定的方法。HB 6-71-1976《飛機電機電器環(huán)境試驗方法》、GJB 360B- -2009 《電子及電器元件試驗方法》等標準中均有相應(yīng)規(guī)定,如下表所示。

重量法

    重量法的特點是簡單但不精確。只要知道試件的重量即可從表中查出達到溫度穩(wěn)定的時間。這一方法給出的時間很不準確,因為產(chǎn)品可使用各種不同的材料,以不同的結(jié)構(gòu)形式組成。不同材料的比熱、不同結(jié)構(gòu)件的熱傳導(dǎo)形式和途徑都不一樣,因此達到熱平衡所需時間不會單一取決于重量,因此大部分環(huán)境試驗標準中不提供這一方法。

    2.2直接測量法

    不管是國軍標還是民用電工電子產(chǎn)品的環(huán)境試驗方法標準,一般都是給出產(chǎn)品溫度穩(wěn)定的定義,要求按照定義中規(guī)定的原則和范圍,通過直接測量試件上的響應(yīng)溫度來確定試件達到溫度穩(wěn)定的時間。有關(guān)測量溫度用的傳感器在試件上布置的部位,隨著環(huán)境試驗技術(shù)的進展逐步合理化。例如MIL-STD-810系列標準的相關(guān)規(guī)定,從試件中熱慣性的部件(810C)到熱慣性的工作部件(810D),再到熱慣性的功能部件( 810F/G),從而不必要求試件所有部位都達到設(shè)定試驗溫度的容差范圍,既科學(xué)合理地縮短了試驗時間,又不影響試驗的嚴酷度。
    直接測量法需要在試件的熱慣性功能部件上布置溫度傳感器,直接測量其在設(shè)置的試驗溫度下試件不工作或工作狀態(tài)的溫度接近試驗箱設(shè)定溫度(即試驗溫度)的狀況,這樣做往往要布置多個傳感器、測量多個位置的溫度變化情況。按照試件處于不T作狀態(tài)的溫度穩(wěn)定定義,當(dāng)各測點中變化慢的一點的溫度到達試驗箱設(shè)定溫度的+2℃以內(nèi)(或+3℃以內(nèi))時,此時的時間與高低溫試驗箱本身溫度達到穩(wěn)定的時間之差即為一次溫度穩(wěn)定時間(如圖1中的T31);到達此時間后接通電源,試件溫度進一步升高并趨于平緩(達到每小時變化溫度小于2℃時)所需時間為第二次溫度穩(wěn)定時間(如圖1中的T32)。
    眾所周知,試件中的功能部件往往需要設(shè)計人員加以確定,而熱慣性的功能部件有時則難以確定,因此,或許要在多個功能部件.上布置傳感器,通過觀察其響應(yīng)溫度變化的快慢,來確定熱慣性的功能部件和終確定達溫度穩(wěn)定的時間。
    直接測量法的優(yōu)點是確定的時間更為真實可信,但實施起來會遇到一一些問題,例如在進行鑒定試驗時往往不允許破壞試件的結(jié)構(gòu)狀態(tài),不能打開殼體并在試件的一些功能部件上直接布置傳感器,從而難以實施。直接測量法也會受多種因素的影響,例如試驗箱熱交換能力、溫度變化速率的大小和試驗設(shè)定溫度與周圍溫度的差距都會對溫度穩(wěn)定時間的確定產(chǎn)生影響。因此,在試驗前某一-時刻事先確定試件的溫度穩(wěn)定時間并將其用于后續(xù)試驗中時,必須在相同技術(shù)結(jié)構(gòu)狀態(tài)的產(chǎn)品上,保持上述三個因素的一致性。

    2.3間接推算法

    針對不可能直接測量某內(nèi)部溫度的試件,可測量其某些與溫度有已知函數(shù)關(guān)系的其他參數(shù)的變化量來進行推算。該方法理論上是準確可行的,但必須事先找出相關(guān)參數(shù)與溫度的關(guān)系;做到這一-點并不容易,因而該方法很少用。
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