HB 6783、GB/T 5170在温湿度试验箱性能指标验收中的应用

李宝晗

（中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，洛阳 471009）

HB 6783、GB/T 5170在温湿度试验箱性能指标验收中的应用

李宝晗

（中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，洛阳 471009）

本文简要介绍了环境与可靠性试验领域试验设备系列检定标准HB 6783、GB/T 5170。以本单位某型温湿度试验箱验收为例，详细介绍了HB 6783、GB/T 5170系列温湿度试验设备检定/检验标准在温湿度试验箱性能指标验收中的应用，通过对比应用总结，指出综合比较不同检定标准中温湿度性能指标的检定项目、方法，结合本单位产品试验需求应用，是制定温湿度试验箱性能指标验收方法的最佳途径。

温湿度试验箱；HB 6783；GB/T 5170

引言

温湿度试验箱是环境试验中常用的设备，作为设备使用方，总是希望能充分发挥设备能力，一箱多用，满足多种试验的需求。考虑到温湿度试验箱本身同时具备温度和湿度控制两方面功能，可分别作为温度试验箱和湿热试验箱使用，为了保证温湿度试验箱满足多种温湿度试验需求，有必要提前明确试验箱性能指标检验项目要求及验收试验方法。

HB 6783、GB/T 5170系列检定标准是为满足一定环境试验标准要求，适用于环境设备的首次/验收检定及试验箱的周期检定，是试验设备性能指标验收、检定的重要依据。为充分发挥设备能力，使设备效益最大化，综合比较不同检定标准中温湿度性能指标的检定项目、方法，结合本单位产品试验需求应用，是制定温湿度试验箱性能指标验收方法的最佳途径。

1 HB 6783、GB/T 5170标准简介

HB 6783系列《军用机载设备气候环境试验箱（室）检定方法》标准规定的检定方法适用于按GJB150进行试验时所用的气候环境试验箱（室）的检定。对于军用机载设备按其他标准进行试验时所用的气候环境试验箱（室）的检定亦可参照使用。

GB/T 5170系列《电工电子产品环境试验设备检验方法》适用于按GB/T 2423系列电工电子产品进行环境试验所用试验设备的首次检定/验收检验和周期检验，也适用于类似试验设备的检验。

两者一军一民，一个适用军用机载设备气候试验设备，一个适用一般电工电子产品环境试验设备。HB 6783制定年代较早，2009年GJB 150已发布了新的150A系列版本，但HB 6783还暂未有与之匹配的更新版本推出；而GB/T 5170系列随着GB/T 2423系列标准的更新发布进行了修订、更新，发布了新的版本。

HB 6783、GB/T 5170中温度试验箱、湿热试验箱的标准及其适用的环境试验方法标准见表1。

各标准包含检定/检验项目内容见表2，相对而言，HB 6783针对性强，GB/T 5170检验项目更加全面。

2 某型温湿度试验箱性能指标验收过程中HB6783和GB5170的应用

2.1 某型温湿度试验箱功能、性能指标要求

该试验箱用于产品高低温、温度冲击及湿热试验，应满足GJB 150.3、GJB 150.4、GJB 150.5、GJB 150.9相关试验标准的要求，技术协议中主要性能指标的验收要求见表3。

表1 HB 6783、GB/T 5170温度试验箱、湿热试验箱标准

上表检验项目涵盖了GJB 150相关试验标准对设备的要求。参考GB/T 5170，还有温度指示误差、相对湿度均匀度、相对湿度波动度、相对湿度指示误差、温度过冲量、温度过冲恢复时间、相对湿度过冲量、相对湿度过冲恢复时间、噪声未要求，考虑今后使用功能的扩展，经与计量单位协商增加了除噪声以外以上指标的检测，计量单位给出检测结果，不做验收考核使用。

2.2 某型温湿度试验箱验收过程HB 6783和GB5 170的应用

考虑设备主要用途，依据HB 6783.3和HB 6783.7,参考GB/T 5170.2和GB/T 5170.5确定验收方法。

2.2.1 温度偏差、相对湿度偏差、温度梯度、温度均匀度、相对湿度均匀度、温度波动度、相对湿度波动度、升降温特性、温度变化速率、温度指示误差、相对湿度指示误差、风速的检验方法

2.2.1.1 测量点数量和位置

对比2个温湿度试验箱标准，在2.2.1对应项目上HB6783.7和GB/T 5170.5测量点数量和位置要求基本一致，GB/T 5170.5明确规定了设备容积小于0.05 m3或大于50 m3时，可适当减少或增加测量点；并指出如果设备带有样品架或样品车时，下层测量点可布放在样品架或样品车上方10 mm处。

考虑该试验箱容积为2 m3，试验箱内部长宽高尺寸

为1.3 m×1.3 m×1.2 m，主要进行常规温度试验，温度测量点布放位置按标准要求分为上、中、下三层，温度测量点为9个；另加3个湿度测量点，在S、R、T位置各一个。如图1所示，与试验箱内壁距离为试验箱内壁的距离为各自边长的1/10。

表2 标准检定/检验项目对照表

表3 主要性能指标

图1 温湿度测量点布置图

2.2.1.2 标称值的选择

考虑试验箱分别用于高温、低温、温度冲击和湿度试验，作温度试验箱和湿热试验箱分别使用，对温度和湿度标称值分别进行了选择。

1）温度标称值的选择

HB 6783.3-93中验收温度标称值通常选择GJB 150有关标准规定的温度或具有代表性的其他温度值；GB/T 5170.2-2008《电工电子产品环境试验设备基本参数验收方法温度试验设备》中更是从低温到高温列出十几个点以供选择。

考虑到要对试验箱温度范围进行考核并结合工作中实际使用需要，最后确定了以下选择原则：

选择试验箱温度范围极限点、试验常用温度点、压缩机启动点（对一些高温状态压缩机不启动的试验箱），最后可根据实际情况为使温度标称值取值均匀在上述已取温度点间抽取1～2个点。

因此，该次验收选择的温度标称值为：-73 ℃、-55 ℃、-40 ℃、-20 ℃、0 ℃、+10 ℃、+45 ℃、+50 ℃、+70 ℃、+85 ℃、+100 ℃、+180 ℃。

2）验收相对湿度标称值的选择

在HB 6783.7-93中利用交变湿热程序中的保温保湿阶段作为验收湿度标称值测量其恒定湿热状态下的相对湿度误差。GB/T 5170.5-2008中既有对恒定湿热相对湿度标称值的要求，也有交变湿热状态下对相对湿度标称值的要求。

图2 交变湿热控制曲线图

考虑到要对试验箱相对湿度范围进行考核并结合工作中实际使用需要，最后确定了以下选择原则：

选择试验箱相对湿度范围极限点单独考核；考虑实际工作中经常使用到的GJB 150.9-86按HB 6783.7-93规定的湿热控制程序，做一个周期的测试，利用湿热控制程序中的保温保湿阶段作为验收湿度标称值用来测量其相对湿度误差，同时考核试验箱同时控制温度和湿度的能力；最后可根据实际情况为使相对湿度标称值取值均匀在上述已取点间抽取1～2个点。

因此，最后确定恒定湿热状态相对湿度标称值为：+10 ℃，10 %RH 、+85 ℃，95 %RH ；交变湿热控制程序图按HB 6783.7-93规定，交变湿热控制曲线图见图2。

2.2.1.3 验收步骤和数据处理方法

温度标称值确定之后，进一步明确验收步骤和数据处理方法。因本单位产品环境试验主要应用GJB150系列标准，综合考虑后，温度偏差、相对湿度偏差、升降温特性、风速验收选择HB 6783.7-93中规定的验收步骤和数据处理方法，

温度波动度、温度均匀度、相对湿度均匀度、相对湿度波动度、温度指示误差、相对湿度指示误差参考GB/T 5170.2-2008中检验步骤，作出全面测试。

这些指标中，温度变化速率在验收中有着比与其他指标更加严格的要求，除了要确定试验箱负载，还应对温度范围进行选择。

1）试验箱升降温速率验收时负载的选择

明确试验箱的负载条件是非常重要的，与试验箱的温度变化速率指标密切相关。

HB 6783中规定验收在空载条件下进行，而在GB/T 5170规定验收设备一般应在负载条件下进行。

该次验收技术协议中对负载已有明确规定：150 kg铝锭和500 W电炉，这是依据本单位产品特点制定的，按GB/T 5170的规定并综合考虑试验箱实际使用要求，使负载规定更加符合试验箱的使用状态，能够最大限度的模拟试验箱的真实使用状态，保证试验箱今后使用过程中能够满足不同类型产品的验收要求。

2）试验箱升降温速率验收时温度范围的选择

温度变化速率是在一定温度范围内测得的，温度范围选择的不同将导致得到的温度变化速率不一致，最终得到的对试验箱制冷和加热能力考核结果也不同。

对温度变化速率验收中温度范围的选择HB 6783及GB/T 5170都无明确要求。

事实上，在技术协议温度变化速率的要求中，已对温度范围作出了分段，降温速率：机械制冷常温～-55℃不小于15 ℃/min，加液氮制冷常温～-55 ℃不小于30 ℃/min；升温速率：常温～80 ℃不小于30 ℃/min。这样要求是科学而且实用的，不仅使得升降温速率在整个使用温度范围内变化平稳，避免了试验箱经常出现的由高温向低温降温时，前段降温速率很快而后段过慢而平均降温速率又能达到要求的情况出现，而且温度范围的设置考虑了今后工作中的实际需要。

3）试验箱升降温速率验收时升降温速率计算方法的选择

升降温速率计算方法的选择是非常重要的。由于选择标准的不同升降温速率的计算方法也不完全相同，计算的结果将会有很大差别。

HB 6783中规定的是在温度变化速率是试验箱在规定的温度范围内，工作空间温度连续上升或下降，总的温度变化量与过程时间的比值。GB/T 5170中规定的是温度变化速率是试验箱在规定的时间间隔和规定的温度范围内，工作空间指示点温度连续上升或连续下降时每5 min的变化量。

当试验箱温度范围确定之后，考虑实际需求按GJB 150进行试验，因此最终选择按HB 6783中的规定进行。

2.2.2 其他指标的验收

2.2.2.1 试验箱（室）内壁与工作空间的温差的验收

该指标仅在HB 6783.3中有规定，因此该指标依据该标准进行验收，测试点的布置，还需在试验箱各内壁中心点布放。

2.2.2.2 温度过冲量及恢复时间、相对湿度过冲量及恢复时间的验收

该指标在GB/T 5170中有规定，注意测量点的位置在设备工作空间的几何中心。

3 某型温度湿度振动温湿度试验箱验收建议

通过对某型温度湿度振动温湿度试验箱验收，对相关标准有了更深一步的了解，以下就温湿度试验箱验收提出一点意见和建议。

3.1 试验箱工作条件

建议在技术协议中规定试验箱工作气候条件，本单位所处的地理位置年最低气温零下十几度、最高气温达到过四十度，在某型温湿度试验箱降温速率验收过程中，由于降温速率屡次试验均达不到要求，厂家代表曾对试验箱机组工作室温度提出质疑。

环境条件对试验箱的使用效果有着一定的影响，为避免争议，根据使用环境，选择并规定试验箱工作气候条件是很必要的。

3.2 试验箱用冷却水条件

该试验箱为水冷箱，采用闭式冷却塔为试验箱提供冷却水，冷却循环水的温度和流量直接影响压缩机组的运行，实际应用中，尤其在夏季冷却水温度往往都在28 ℃以上，特别是梅雨季节，热量散不出去，使得冷却水温度更高，因此为保证实际应用，应根据使用场所条件，对试验箱冷却水条件提前做出规定。

3.3 温度梯度和温度均匀度

在某型温度湿度振动温湿度试验箱的技术指标中规定了温度梯度的要求而无温度均匀度的要求。实际上，如果将温度梯度不大于1℃/m这一指标改为温度均匀度不大于1℃会更加合理。

在HB 6783、GB/T 5170中， HB 6783提到的是温度梯度其定义为试验箱在稳定状态下，工作空间在任意方向上单位距离内的温度差值，用℃/m表示，恒温阶段不大于1 ℃/m或最大温差不大于2.2 ℃，与GJB 150要求一致，也符合通常的使用要求。

GB/T 5170提到的是温度均匀度(△Tu)其定义为试验箱在稳定状态下，工作空间在某一瞬间各测试点温度之间的差值。用℃表示。计算方法：试验箱在稳定状态下，工作空间各测试点在30 min内（每2 min测试一次）每次测试实测最高温度（Tjmax）与最低温度（Tjmin）之差的算术平均值，计算公式如下：

通过两个指标的定义和计算方法比较可以看出GB/T 5170中要求的温度均匀度指标可以包含HB 6783中温度梯度的要求；其次，由于温度梯度的计算过程中除了各温度测量点温度的测量还需要进行温度测量点距离的测量，这样在测量过程中除了温度测量的误差必然引入距离的综合误差包括其仪表误差、测量误差、读数误差和计算误差，因此个人认为将温度梯度改为温度均匀度是合理而且易行的。

4 结束语

通过对某型温湿度试验箱验收过程中对HB 6783及GB/T 5170标准中试验箱温度、湿度性能的对比与应用总结，得出结论：综合比较不同检定标准中温湿度性能指标的检定方法并应用，是合理制定适合于本单位产品试验的温湿度试验箱性能指标验收方法的最佳途径。

[1] HB 6783.3-93, 军用机载设备气候环境试验箱（室）检定方法 温度试验箱（室）[S].

[2] HB 6783.7-93 ,军用机载设备气候环境试验箱（室）检定方法 湿热试验箱（室）[S].

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

[4] GB/T 5170.5-2008,电工电子产品环境试验设备检验方法 湿热试验设备[S].

Application of HB 6783 and GB/T 5170 in the Performance Acceptance for Temperature and Humidity Test Chamber

LI Bao-han
(Luoyang Institute of Electro-optical Equipment of AVIC, Luoyang 471009)

This paper briefly introduces the calibration standards, HB 6783 and GB/T 5170 for temperature and humidity testing equipment in the field of the environment and reliability test.Taking the acceptance for a certain temperature and humidity test case of our company as an example, it detailedly introduces the applications of HB 6783 and GB/T 5170 series of temperature and humidity test equipment calibration / testing standards in the performance index acceptance for temperature and humidity test chamber.Through comparison and application summary, this paper points out that the comprehensive comparison of calibration items and methods for temperature and humidity performance index and their applications in different calibration standards, and combined with the test requirement and application of our company’s products, is the best way to develop the suitable temperature and humidity test chamber performance acceptance method for the test.

temperature and humidity chamber; HB 6783; GB/T 5170

TB491

A

1004-7204（2016）05-0145-07

李宝晗（1976-），女，河南洛阳人，高级工程师，主要研究方向环境与可靠性试验。