環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備相關(guān)計(jì)量方法介紹
一、 概述
1、軍工產(chǎn)品在生產(chǎn)，儲(chǔ)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(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，國內(nèi)外生產(chǎn)廠家不斷推出自己zui好的環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備以滿足市場的需求。
“九五”期間，七個(gè)地區(qū)（東莞，東莞，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(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)行的軍用標(biāo)準(zhǔn)
● 美軍標(biāo)MIL-STO-810
● GJB150~20-86軍用設(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)備若干計(jì)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(duì)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(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)溫度場均勻性要求是某一瞬間溫度場各點(diǎn)溫度之間的關(guān)系?！?℃這個(gè)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(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(duì)濕度的測量
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-AP（t-tw）
利用干濕球法測量相對(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=0.00001（65+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(duì)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(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)箱原來的工作狀態(tài)，顯然不合適
結(jié)論：
● 用干濕球法測量相對(duì)濕度。以上因素是帶來測量相對(duì)濕度準(zhǔn)確性的影響因素。
● 用干濕球法測量相對(duì)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(duì)濕度查算表。
干濕球測量相對(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zui好帶蓋，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(jì)的示值，算出干濕球溫度計(jì)差值，根據(jù)GB6999-86查出訪溫度下的相對(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(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(gè)測量結(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(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(gè)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(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：
1）波動(dòng)度：環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備在穩(wěn)定狀態(tài)下，工作空間中心點(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(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)在證書中說明負(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、下限及中心點(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(jì)量點(diǎn)的位置：
● 設(shè)備容積大于2 m3，溫度點(diǎn)15個(gè)，溫度點(diǎn)4個(gè)]
計(jì)算（以溫度為例）
波動(dòng)度：△tf=±（tomax-tomin）/2
均勻度：△tu=Σ（ttmax-ttmin）/n
I=1
偏差：△Tmax=Tmax-T標(biāo)
△Tmin=Tmin-T標(biāo)
