環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備概述及相關(guān)計量方法

一、 概述
1、軍工產(chǎn)品在生產(chǎn)，儲存，運(yùn)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(yùn)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，**外生產(chǎn)廠家不斷推出自己的環(huán)境試驗(yàn)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(yàn)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(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)備計量問題
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)前后對產(chǎn)品性能進(jìn)行初始檢測和zui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(dá)到性能要求，高低溫箱在試驗(yàn)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(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)，用一個試驗(yàn)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(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℃并不是指那一個點(diǎn)或是在那一時間，鴯對整個工作空間的各點(diǎn)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軍標(biāo)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(diǎn)溫度之間的關(guān)系。±2℃這個溫度容差，決不能看作是標(biāo)稱值的設(shè)定范圍。例60±2℃
此處60℃是標(biāo)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(yàn)箱溫度場的不均勻性，試驗(yàn)溫度的實(shí)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(yàn)設(shè)備中相對濕度的測量
相對濕度在環(huán)境試驗(yàn)中是一個很重要的參數(shù)，合理而準(zhǔn)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＊100,RS
試驗(yàn)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(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(zhǔn)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=0.0000165+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(shí)驗(yàn)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(yàn)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(diǎn)。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(yàn)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(zhǔn)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(shí)際試驗(yàn)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(yàn)設(shè)備檢定中的標(biāo)稱值
工作空間環(huán)境參數(shù)標(biāo)稱值是環(huán)境試驗(yàn)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(yàn)設(shè)備檢定工作的基礎(chǔ)。
1）標(biāo)稱值的定義：標(biāo)注在量具上用以標(biāo)明其特性或指導(dǎo)其使用的量值稱為標(biāo)稱值。
2）標(biāo)稱值的特點(diǎn)：它是一個測量結(jié)果，是計量器具所特有，一個已知給出的值。
3）標(biāo)稱值在環(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)稱值一個理想值，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)稱值而無法達(dá)到標(biāo)稱值，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)在兩個方面：
● 標(biāo)稱值是試驗(yàn)設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)定值的依據(jù)。
● 標(biāo)稱值是計算試驗(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)箱的計量項(xiàng)目、方法、計算
1、名詞解釋：
1）波動度：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，工作空間某一時刻各測試點(diǎn)（溫濕度）之間的差異。
3）偏差：設(shè)備在穩(wěn)定狀態(tài)下，工作空間各測量點(diǎn)的實(shí)測zui高值和實(shí)測zui低值與標(biāo)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(jìn)行。若帶有負(fù)載，應(yīng)在證書中說明負(fù)載情況。
2）計量濁濕度點(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)用戶需要選擇實(shí)際常用的溫濕度點(diǎn)
3）計量點(diǎn)的位置：

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

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

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    首先在做環(huán)境試驗(yàn)時，對所需試驗(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，要對所使用的試驗(yàn)設(shè)備的技術(shù)性能要熟悉，對設(shè)備的構(gòu)造要有所了解，尤其是對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，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合理的比例。對于發(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21`彩電在做溫度儲存試驗(yàn)時，選用一個一立方體積的試驗(yàn)箱就能滿足要求，而
    在通電工作時，它就不能滿足要求了，應(yīng)該換一個更大一些的試驗(yàn)箱，因?yàn)殡娨暀C(jī)在工作時要發(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)離開箱壁10cm以上，對多個樣品應(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)，時間長了后，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穸鹊淖x數(shù)是根距是溫濕度之差，嚴(yán)格說還與當(dāng)?shù)禺?dāng)時的大氣壓力、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用“濕球紗布"。否則難以保證濕球溫度計示值的正確性，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。