低温试验测量审核不满意的分析

邓永芳，罗 俊

（中国电子科技集团公司第二十四研究所，重庆 400060）

引言

采用ZTH020U型高低温湿热试验箱参与某公司组织的低温对比试验，试验后收到该公司提供的《测量审核结果报告》。报告给出样品的动作温度指定值为-15.50℃，而ZTH020U高低温湿热试验箱的动作温度测试值为-12.2℃，根据评价依据CNAS-GL：2006《能力验证结果的统计处理和能力评价指南》评价，Z比分数值为3.92，测量审核结论不满意。

本次参与低温试验的试验设备为上海增达设备有限公司生产的ZTH020U型高低温湿热试验箱，试验箱编号653409003。针对本次测量审核不满意结论，进行了原因查找与分析。

1 ZTH020U低温试验的测量结果

1.1 低温试验的规定要求

1）样品线路连接方法如图1所示。其中试验供电电源220V±5%～、50Hz±1%，电路导线横截面积1.0mm2。

2）样品放置在试验箱外，将样品感温探头放入试验箱中。

3）接通电路，开启试验箱，从常温开始降温，观察指示灯状态，至指示灯熄灭，记录指示灯熄灭瞬间样品的动作温度。

1.2 低温试验方法

按低温试验规定要求把样品的感温探头放入ZTH020U型高低温湿热试验箱中。感温探头放入位置如图2所示。

低温试验中的样品的动作温度的读取中采用的是试验箱自带温度显示。

1.3 低温试验结果

图1 线路连接图

低温试验是从试验箱的初始温度21.4℃开始降温，指示灯熄灭，试验箱自带显示温度为-12.2℃，即记录试验箱温度为-12.2℃。

2 试验试验测量审核不满意原因分析

2.1 试验试验测量审核不满意原因分析

ZTH020U型高低温湿热试验箱箱体的进风口位置、箱体的排气口位置、箱体的温度传感器位置及本次低温试验的样品感温探头的位置如图3所示。

由于本次低温试验是从常温开始降温，观察指示灯熄灭并记录指示灯熄灭瞬间样品的动作温度，样品动作反映的是试验箱降温的动态过程的温度。冷气进风口位于箱体最里面的顶后部位置，箱体的温度感应器位于箱体最里面的底后部排气口位置附近。在低温试验过程中，冷气从箱体顶部进风口进入箱体，再由箱体底部的排风口排出，在降温过程中，箱体内部因为冷风的传递流动会形成一定的温度梯度。在本次低温试验中箱体的温度传感器位置和样品感温探头位置不同，与箱体的进气口的相对距离也不一样，因此在低温试验的降温试验过程中，试验箱自带的温度感应器所检测到的温度与样品感温探头感测到的温度是不一致的。

由上述分析可知，本次由ZTH020U型高低温湿热试验箱箱体自带的显示温度给出的数据，不是样品感温探头感测到的真实温度。

2.2 ZTH020U降温过程的验证

图2 样品感温探头的位置

图3 温度传感器与样品感温探头的位置

把点温计探头放置在ZTH020U试验箱中图2所示的样品感温探头位置。从常温开始降温，模拟低温试验测量样品动作温度的全过程。

观察ZTH020U降温过程中，温度从常温降至-11.5℃过程中，开始阶段降温速率较快，后降温逐渐减缓，降温过程中试验箱显示温度和点温计测试温度差距不同。温度降至-11.5℃（试验箱显示温度）左右时，出现暂停、回温现象，温度回升到-9.5℃左右，之后出现快速降温。降温中出现的暂停、回温现象是因为ZTH020U型高低温湿热试验箱有两组压缩机，从常温开始降温过程中，第一级压缩机启动、工作，温度降至-11.5℃，暂停之后，第二级压缩机启动、工作。

在试验箱显示温度的-3℃到-13.3℃范围对应点温计测试温度结果如表1所示。

其中，ZTH020U检测-12.2℃温度点附近温度-12.4℃，点温计检测到的样品感温探头位置温度为-15.9℃。检测结果如图4所示。

即ZTH020U检测-12.2℃温度时，样品感温探头位置温度应为-15.7℃左右。

3 ZTH020U型高低温湿热试验箱自身评价

3.1 校准

按JJF 1101-2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》要求对ZTH020U型高低温湿热试验箱（653409003）进行了校准，其证书校准点温度有125℃、-10℃、-70℃。结果如表2所示。

校准结果合格。

3.2 -15℃温度点的计量

按GB/T 5170.2-2008《检定计量方法》要求对ZTH020U型高低温湿热试验箱的-15℃进行了校准。结果如表3所示。

从表3可以看出，ZTH020U型高低温湿热试验箱（653409003）-15℃符合要求。

4 试验结果分析

本次低温试验测试审核结论不满意的原因：本次低温试验的测试本身是降温过程的动态测试，试验人员读取的温度是箱体自带的温度显示温度。试验箱在降温过程中，箱体内是有一定的温度梯度，而试验箱箱体的温度传感器位置、样品感温探头的位置不在一处，与冷风进入口的距离也不一样，使得箱体的温度传感器位置检测到的温度不是样品感温探头感测到的实际温度。

5 结束语

用高低温试验箱参与温度试验时，由于试验箱在升温或降温过程中，试验箱中的温度分布是有温度梯度的。与进风口不同位置、距离不同时，其温度也不同。因此在此类试验中，应在样品感温探头的位置附近设备温度检测器，或者把样品的感温探头放置在箱体感温器附近，以较准确的检测出样品的感温探头感应到的真实温度值，特别是升降温速率快的试验箱。这样才不会出现检测结果不准确的情况。

表1 试验箱显示温度对应点温计测试温度

图4 -12.2℃附近温度点温度检测

表2 校准点温度

表3 检定结果

[1]JJF 1101-2003,环境试验设备温度、湿度校准规范 [S].

[2]GB/T 5170.2-2008,电工电子产品环境试验设备检验方法 温度试验设 [S].

[3]GB/T 2423.1-2008,电工电子产品环境试验 第2 部分：试验方法试验A：低温 [S].

[4]CNAS-GL02：2006,能力验证结果的统计处理和能力评价指南 [B].北京：中国合格评定国家委员会发布，2006.

[5]夏铮铮 主编.中国能力验证指南[M].北京：中国计量出版社，2001.