環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備概述及相關(guān)計(jì)量方法

一、 概述
1、軍工產(chǎn)品在生產(chǎn)，儲(chǔ)存，運(yùn)輸和使用過(guò)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(dòng)，沖擊
3）運(yùn)輸環(huán)境條件----碰撞，振動(dòng)，沖擊等
為了適應(yīng)和經(jīng)受這些環(huán)境條件的侵襲，**外生產(chǎn)廠家不斷推出自己的環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備以滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求。
“九五"期間，七個(gè)地區(qū)北京，上海，成都，西安，沈陽(yáng)，武漢，廣州國(guó)防系統(tǒng)等60多單位投入環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備幾百余臺(tái)（箱），統(tǒng)計(jì)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(yàn)設(shè)備都較充分的發(fā)揮了作用。
2、現(xiàn)在實(shí)行的軍工標(biāo)準(zhǔn)
● 美軍標(biāo)MIL-STO-810
● GJB150~20-86軍工設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法
● GB/T5170-96電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)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(yàn)
● GB10592-89高低溫試驗(yàn)箱技術(shù)條件
● GB10589-89低溫試驗(yàn)箱技術(shù)條件
● GB10586-89濕熱試驗(yàn)箱技術(shù)條件
 

二、 環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備計(jì)量問(wèn)題
1、溫度沖擊試驗(yàn)及溫度變化試驗(yàn)
溫度沖擊試驗(yàn)：這種試驗(yàn)特點(diǎn)是僅在試驗(yàn)前后對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行初始檢測(cè)和zui終檢測(cè)，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(guò)程中工作并達(dá)到性能要求，高低溫箱在試驗(yàn)過(guò)程中高低溫轉(zhuǎn)換一般規(guī)定此轉(zhuǎn)換時(shí)間小于5分鐘（這同時(shí)也是計(jì)量所要求達(dá)到的指標(biāo)）。
溫度變化試驗(yàn)：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(yàn)，用一個(gè)試驗(yàn)箱對(duì)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(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中，試驗(yàn)條件容差是一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)，它反映了環(huán)境試驗(yàn)對(duì)設(shè)備的控制水平的要求，體現(xiàn)了環(huán)境試驗(yàn)的規(guī)范性。因此，正確理解有頭標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)條件容差的規(guī)定，從而提高環(huán)境試驗(yàn)結(jié)果的可靠性和科學(xué)性是至頭重要的。
國(guó)標(biāo)GB2423.1低溫試驗(yàn)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(gè)點(diǎn)或是在那一時(shí)間，鴯對(duì)整個(gè)工作空間的各點(diǎn)的要求。
還應(yīng)指出的另一問(wèn)題是±2℃這個(gè)溫度容差是允許偏差的概念，GJB150軍標(biāo)溫度梯度zui大2.2℃時(shí)，對(duì)溫度場(chǎng)均勻性要求是某一瞬間溫度場(chǎng)各點(diǎn)溫度之間的關(guān)系。±2℃這個(gè)溫度容差，決不能看作是標(biāo)稱(chēng)值的設(shè)定范圍。例60±2℃
此處60℃是標(biāo)稱(chēng)值，±2℃則是容差在設(shè)定環(huán)境條件參數(shù)值時(shí)，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(yàn)箱溫度場(chǎng)的不均勻性，試驗(yàn)溫度的實(shí)測(cè)結(jié)果不可能是60℃，允許偏差但范圍是不超過(guò)62℃
或不低于58℃
3、環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備中相對(duì)濕度的測(cè)量
相對(duì)濕度在環(huán)境試驗(yàn)中是一個(gè)很重要的參數(shù)，合理而準(zhǔn)確地測(cè)量相對(duì)濕度，對(duì)于保證環(huán)境條件具有重要意義。
所謂相對(duì)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(yàn)箱中相對(duì)濕度通常無(wú)法由測(cè)量空氣中水蒸氣分壓和飽和水蒸氣分壓得到，是通過(guò)測(cè)量干球溫度并加以換算而得到
   e=etw-APt-tw
利用干濕球法測(cè)量相對(duì)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(cè)量相對(duì)濕度是不準(zhǔn)確，只能作為參考，在空氣狀態(tài)穩(wěn)定的情況下，相對(duì)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(guò)濕球的空氣流速，所以流過(guò)濕球的空氣流速是影響相對(duì)濕度測(cè)量的重要因素，實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)空氣流速大于2.5m/s時(shí)，對(duì)相對(duì)溫度的影響已不明顯，但試驗(yàn)箱是在密閉條件下，在檢定時(shí)要求在工作空間布置多個(gè)相對(duì)濕度測(cè)量點(diǎn)。這樣在工作空間一般<1 m3內(nèi)，將存在多個(gè)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(yàn)箱原來(lái)的工作狀態(tài)，顯然不合適
結(jié)論：
● 用干濕球法測(cè)量相對(duì)濕度。以上因素是帶來(lái)測(cè)量相對(duì)濕度準(zhǔn)確性的影響因素。
● 用干濕球法測(cè)量相對(duì)濕度的過(guò)程，流過(guò)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(shí)際試驗(yàn)箱0.6m/s左右，如不能滿(mǎn)足要求，可使用相應(yīng)氣流速度的相對(duì)濕度查算表。
干濕球測(cè)量相對(duì)濕度的方法：
1）選用兩支型號(hào)相同，特性基本一致的溫度計(jì)，兩去溫度計(jì)傳感器的軸凡線(xiàn)應(yīng)平行，溫度計(jì)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(mǎn)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(jì)的示值，算出干濕球溫度計(jì)差值，根據(jù)GB6999-86查出訪(fǎng)溫度下的相對(duì)濕度值。
4、環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備檢定中的標(biāo)稱(chēng)值
工作空間環(huán)境參數(shù)標(biāo)稱(chēng)值是環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備的重要特征之一，是計(jì)算環(huán)境參數(shù)偏差的依據(jù)，是環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備檢定工作的基礎(chǔ)。
1）標(biāo)稱(chēng)值的定義：標(biāo)注在量具上用以標(biāo)明其特性或指導(dǎo)其使用的量值稱(chēng)為標(biāo)稱(chēng)值。
2）標(biāo)稱(chēng)值的特點(diǎn)：它是一個(gè)測(cè)量結(jié)果，是計(jì)量器具所特有，一個(gè)已知給出的值。
3）標(biāo)稱(chēng)值在環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備檢定工作中的作用：環(huán)境試驗(yàn)中要求的環(huán)境條件是由試驗(yàn)設(shè)備提供，而試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的環(huán)境條件標(biāo)稱(chēng)值一個(gè)理想值，在實(shí)際試驗(yàn)中由于多種因素，影響試驗(yàn)設(shè)備提供的環(huán)境條件的實(shí)際值，只能接近標(biāo)稱(chēng)值而無(wú)法達(dá)到標(biāo)稱(chēng)值，接近的程度取決于試驗(yàn)設(shè)備控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確度，它的作用體現(xiàn)在兩個(gè)方面：
● 標(biāo)稱(chēng)值是試驗(yàn)設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)定值的依據(jù)。
● 標(biāo)稱(chēng)值是計(jì)算試驗(yàn)設(shè)備工作空間各點(diǎn)環(huán)境條件偏差的依據(jù)。
 

三、 環(huán)境試驗(yàn)箱的計(jì)量項(xiàng)目、方法、計(jì)算
1、名詞解釋?zhuān)?/SPAN>
1）波動(dòng)度：環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備在穩(wěn)定狀態(tài)下，工作空間**點(diǎn)參數(shù)隨時(shí)間的變化量。
2）均勻度：環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備在穩(wěn)定狀態(tài)下，工作空間某一時(shí)刻各測(cè)試點(diǎn)（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(cè)量點(diǎn)的實(shí)測(cè)zui高值和實(shí)測(cè)zui低值與標(biāo)稱(chēng)值的上下偏差。
2、計(jì)量特性：溫濕度偏差、溫濕度波動(dòng)度、溫濕度均勻性
3、計(jì)量方法：
1）計(jì)量在空載條件下進(jìn)行。若帶有負(fù)載，應(yīng)在證書(shū)中說(shuō)明負(fù)載情況。
2）計(jì)量濁濕度點(diǎn)一般應(yīng)選擇設(shè)備使用范圍的上限、下限及**點(diǎn)，也可根據(jù)用戶(hù)需要選擇實(shí)際常用的溫濕度點(diǎn)
3）計(jì)量點(diǎn)的位置：

● 設(shè)備容積小于2m?時(shí)，溫度點(diǎn)9個(gè)，濕度點(diǎn)3個(gè)

● 設(shè)備容積大于2 m?，溫度點(diǎn)15個(gè)，溫度點(diǎn)4個(gè)

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    首先在做環(huán)境試驗(yàn)時(shí)，對(duì)所需試驗(yàn)的樣品性能、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)程序和試驗(yàn)技術(shù)要熟悉，要對(duì)所使用的試驗(yàn)設(shè)備的技術(shù)性能要熟悉，對(duì)設(shè)備的構(gòu)造要有所了解，尤其是對(duì)控制器的操作及性能要熟悉。還要仔細(xì)閱讀試驗(yàn)設(shè)備的操作使用手冊(cè)，這樣可以避免因操作失誤而引起試驗(yàn)設(shè)備的不正常運(yùn)行從而引起試驗(yàn)樣品的損壞，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的不正確。
    其次，合理選擇試驗(yàn)設(shè)備。為保證試驗(yàn)正常進(jìn)行，應(yīng)該根據(jù)試驗(yàn)樣品的不同情況，選擇合適的試驗(yàn)設(shè)備，試驗(yàn)樣品和試驗(yàn)箱的有效容積之間也要保持一個(gè)合理的比例。對(duì)于發(fā)熱試驗(yàn)樣品的試驗(yàn)，其體積應(yīng)不大于試驗(yàn)箱有效容積的**之一。對(duì)于不發(fā)熱試驗(yàn)樣品其體積應(yīng)不大于試驗(yàn)箱有效容積的五分之一。比如，一臺(tái)21`彩電在做溫度儲(chǔ)存試驗(yàn)時(shí)，選用一個(gè)一立方體積的試驗(yàn)箱就能滿(mǎn)足要求，而
    在通電工作時(shí)，它就不能滿(mǎn)足要求了，應(yīng)該換一個(gè)更大一些的試驗(yàn)箱，因?yàn)殡娨暀C(jī)在工作時(shí)要發(fā)散熱量。
    第三，正確放置試驗(yàn)樣品。試驗(yàn)樣品的安放位置，應(yīng)離開(kāi)箱壁10cm以上，對(duì)多個(gè)樣品應(yīng)盡量放在同一平面上。樣品放置應(yīng)不堵塞出風(fēng)口和回風(fēng)口，給溫濕度傳感器也應(yīng)留出**距離。以保證試驗(yàn)溫度的正確。
    第四，對(duì)于試驗(yàn)中所需加入介質(zhì)的環(huán)境試驗(yàn)，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)要求正確添加。如濕熱試驗(yàn)箱用水是有**要求的，試驗(yàn)箱用水電阻率不得低于500歐.米，一般自來(lái)水電阻率10--100歐.米，蒸餾水電阻率100--10000歐.米，去離子水電阻率10000-100000歐.米，因此濕熱試驗(yàn)用水要用蒸餾水或去離子水，而且**要用新鮮的，因?yàn)樗c空氣接觸后，易受到二氧化碳和灰塵污染，水有能溶多種物質(zhì)的性質(zhì)，時(shí)間長(zhǎng)了后，電阻率要下降?，F(xiàn)在市面上有一種純凈水比較經(jīng)濟(jì)，而且方便，它的電阻率相當(dāng)于蒸餾水。
    第五、對(duì)濕熱試驗(yàn)箱的使用。濕熱試驗(yàn)箱用濕球紗布（濕球紙）是有**要求,不是**紗布都能代用，因?yàn)橄鄬?duì)濕度的讀數(shù)是根距是溫濕度之差，嚴(yán)格說(shuō)還與當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)的大氣壓力、風(fēng)速有關(guān)。濕球溫度示值與紗布吸入的水量、表面蒸發(fā)的情況有關(guān)。這些都直接與紗布質(zhì)量有密切關(guān)系，所以氣象上規(guī)定，濕球紗布必須是亞麻織成的專(zhuān)用“濕球紗布"。否則難以保證濕球溫度計(jì)示值的正確性，也就是濕度的正確。另外濕球紗布的安放也有明確規(guī)定，紗布長(zhǎng)度：100mm，緊密纏繞傳感器探頭，探頭離濕度水杯25—30mm，紗布浸入水杯，這樣才能保證設(shè)備控制的正確性和濕度的正確性。