要判斷高低溫拉力試驗(yàn)機(jī)溫度控制系統(tǒng)的精度是否滿足測(cè)試要求,需從標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)、校準(zhǔn)方法、數(shù)據(jù)驗(yàn)證及實(shí)際工況模擬等維度系統(tǒng)評(píng)估。以下是具體操作流程與關(guān)鍵要點(diǎn):
一、明確測(cè)試需求與精度標(biāo)準(zhǔn)
1. 確定目標(biāo)精度指標(biāo)
核心參數(shù)對(duì)標(biāo):
波動(dòng)度:如航空航天材料測(cè)試要求 ±0.5℃,常規(guī)工業(yè)測(cè)試可接受 ±1~2℃;
均勻度:科研場(chǎng)景需 ±0.5℃,汽車行業(yè)允許 ±1.5℃(參考 ISO 16750-4 標(biāo)準(zhǔn));
偏差:校準(zhǔn)后需≤±0.5℃(GB/T 2423.1-2021 要求)。
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照:
電子電器:參照 IEC 60068-2-1(低溫)/IEC 60068-2-2(高溫),要求溫度偏差 ±2℃以內(nèi);
醫(yī)療器械:遵循 YY/T 0878-2019,需驗(yàn)證 - 40℃~70℃范圍內(nèi)均勻度≤±1.5℃。
2. 確認(rèn)溫度范圍適用性
例如:測(cè)試材料需在 - 60℃~120℃區(qū)間工作,則設(shè)備溫度范圍需覆蓋該區(qū)間并預(yù)留 10% 余量(如 - 70℃~130℃)。
二、實(shí)施溫度系統(tǒng)校準(zhǔn)與數(shù)據(jù)采集
1. 校準(zhǔn)準(zhǔn)備
工具配置:
二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)(精度 ±0.1℃)或 A 級(jí)熱電偶(誤差 ±0.4℃);
多路溫度記錄儀(采樣頻率≥1 次 / 秒,通道數(shù)≥9,滿足箱內(nèi)均勻布點(diǎn)需求)。
布點(diǎn)原則:
按 GB/T 5170.2-2016,在工作空間內(nèi)均勻布置 9 個(gè)測(cè)溫點(diǎn)(上中下三層,每層左中右),距箱壁≥100mm。
2. 空載校準(zhǔn)測(cè)試
溫度點(diǎn)選擇:
覆蓋設(shè)備全量程的低、中、高 3 點(diǎn)(如 - 40℃、23℃、100℃),或根據(jù)測(cè)試需求選擇關(guān)鍵溫度點(diǎn)(如材料軟化點(diǎn)、脆化點(diǎn))。
保溫與數(shù)據(jù)記錄:
每個(gè)溫度點(diǎn)保溫時(shí)間≥2 小時(shí)(直至溫度波動(dòng)≤0.1℃/10 分鐘);
記錄各點(diǎn)溫度數(shù)據(jù),計(jì)算:
波動(dòng)度=(最高值 - 低值)/2;
均勻度= 各點(diǎn)最大值 - 最小值;
偏差=| 顯示值 - 實(shí)測(cè)平均值 |。
3. 負(fù)載校準(zhǔn)測(cè)試(必要時(shí))
模擬實(shí)際工況:放置與試樣等效的負(fù)載(體積為箱內(nèi)容積的 10%~15%,熱容量相近);
對(duì)比空載 / 負(fù)載數(shù)據(jù):若負(fù)載下均勻度下降超過 0.5℃,需評(píng)估是否影響測(cè)試精度。
三、數(shù)據(jù)驗(yàn)證與判定準(zhǔn)則
1. 關(guān)鍵指標(biāo)計(jì)算示例
校準(zhǔn)點(diǎn) | 實(shí)測(cè)溫度范圍(℃) | 波動(dòng)度(℃) | 均勻度(℃) | 顯示值(℃) | 偏差(℃) |
-40℃ | -39.8~-40.2 | ±0.2 | 0.4 | -40.0 | 0.0 |
100℃ | 99.5~100.3 | ±0.4 | 0.8 | 100.0 | -0.1 |
判定:若要求波動(dòng)度≤±0.5℃、均勻度≤1.0℃,則上述數(shù)據(jù)滿足要求。
2. 合格判定標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)以下條件同時(shí)滿足時(shí),視為精度達(dá)標(biāo):
各溫度點(diǎn)波動(dòng)度≤目標(biāo)值(如 ±1℃);
均勻度≤目標(biāo)值(如 ±2℃);
偏差≤目標(biāo)值(如 ±0.5℃);
若任一指標(biāo)超標(biāo),需重新校準(zhǔn)或調(diào)整設(shè)備(如修正 PID 參數(shù)、檢查風(fēng)道)。
四、特殊場(chǎng)景下的額外驗(yàn)證
1. 升降溫速率影響測(cè)試
操作:以最大速率升溫 / 降溫,記錄過沖量(如從 23℃升至 100℃,過沖量應(yīng)≤1℃);
目的:避免因溫度過沖導(dǎo)致試樣提前老化或性能突變。
2. 長(zhǎng)時(shí)間恒溫穩(wěn)定性測(cè)試
持續(xù)時(shí)間:≥24 小時(shí)(如模擬材料長(zhǎng)期耐溫工況);
數(shù)據(jù)要求:每小時(shí)波動(dòng)度≤±0.5℃(參考 GB/T 16422.3 塑料老化測(cè)試標(biāo)準(zhǔn))。
3. 溫度點(diǎn)驗(yàn)證
低溫區(qū)(如 - 70℃):檢查制冷系統(tǒng)效率(降溫時(shí)間應(yīng)≤30 分鐘從 23℃至 - 70℃);
高溫區(qū)(如 150℃):確認(rèn)加熱元件無紅熱現(xiàn)象(避免局部過熱影響均勻度)。
五、校準(zhǔn)報(bào)告與追溯性管理
1. 報(bào)告內(nèi)容
校準(zhǔn)日期、環(huán)境溫度(23±5℃)、濕度(≤75% RH);
各測(cè)溫點(diǎn)原始數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果、合格判定;
校準(zhǔn)人員簽名與實(shí)驗(yàn)室資質(zhì)(如 CNAS 認(rèn)證編號(hào))。
2. 定期復(fù)核機(jī)制
周期:常規(guī)每年 1 次;若測(cè)試精度要求高(如 ±0.3℃),需每 6 個(gè)月 1 次;
觸發(fā)條件:設(shè)備維修后、搬遷至新場(chǎng)地、測(cè)試結(jié)果異常時(shí),需立即重新校準(zhǔn)。
六、異常情況處理流程
波動(dòng)度超差:
檢查風(fēng)道是否堵塞(清理風(fēng)扇葉片積灰);
驗(yàn)證 PID 參數(shù)(如增加微分系數(shù) D 以減少震蕩)。
均勻度不足:
調(diào)整風(fēng)板開口角度(如增加側(cè)邊出風(fēng)口);
確認(rèn)測(cè)溫點(diǎn)是否被試樣遮擋(需保持間距≥50mm)。
偏差過大:
通過設(shè)備菜單輸入溫度修正值(如顯示值比實(shí)測(cè)值高 0.8℃,則設(shè)置 - 0.8℃修正);
若修正無效,可能是傳感器老化(需更換 A 級(jí)熱電偶)。
總結(jié)
判斷溫度控制系統(tǒng)精度需通過空載 / 負(fù)載校準(zhǔn)、多溫度點(diǎn)驗(yàn)證、長(zhǎng)期穩(wěn)定性測(cè)試,并對(duì)照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試需求評(píng)估波動(dòng)度、均勻度、偏差三大指標(biāo)。建議委托具備資質(zhì)的第三方實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行校準(zhǔn)(如中國計(jì)量科學(xué)研究院),并保存校準(zhǔn)報(bào)告作為追溯依據(jù)。對(duì)于關(guān)鍵測(cè)試(如航空航天材料),需在每次試驗(yàn)前進(jìn)行單點(diǎn)驗(yàn)證(如目標(biāo)溫度點(diǎn)保溫 30 分鐘,確認(rèn)波動(dòng)度≤±0.5℃),確保設(shè)備狀態(tài)持續(xù)滿足要求。