环境试验箱温度均匀性校准定位装置

2019-08-28黄薛青张仲强葛宇申上海市计量测试技术研究院

上海计量测试 2019年4期

黄薛青张仲强葛宇申/上海市计量测试技术研究院

0 引言

环境试验箱被广泛应用于产品环境可靠性检测领域中。为确保试验的准确性，实验室需要定期对试验设备进行校准。同时，根据CNAS-CL01中的规定，实验室还需要在一个校准周期内，对仪器设备进行期间核查，以确保设备在一个校准周期内运行正常。环境试验箱在气候环境可靠性实验室内使用频率高，持续运行时间久，因此，对于试验箱，无论是校准还是期间核查，都是非常重要的。

本文设计了一种环境试验箱温度均匀性校准定位装置，可以有效提升校准和期间核查工作的效率，提高校准的准确性。

1 环境试验箱校准一般定位方式

根据我国国家计量技术规范JJF 1101-2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》，对于试验箱校准过程中，测试点的位置和测试点的数量都有明确规定。一般选取环境试验箱的上、中、下三个校准平面进行均匀性校验。以小于等于2 m3的环境温度箱为例，在环境试验箱空载或负载条件下，在图1所示的空间平面内均匀分布9个温度测试点，记录在规定时间内各点温度与箱体中心点的温度，使箱体内的温度偏差、温度均匀度和温度波动度在规定范围内。

图1 小于等于2 m3的环境温度箱校准测试布置点位

在通常情况下，环境试验箱温度均匀性校验定位方法是通过直尺来确定箱体内各测试点的位置，随后将样品架移动到该测试点所在的水平面，再将热电偶工作端捆扎在该测试点位置处。在实际操作过程中，测试点的定位存在两大难题。一是定位不准确。单纯利用直尺很难确定空间的三维坐标位置。对于多个测试点，需多次测量定位，而且很难标记之前已测定的位置坐标，使得定位操作繁琐。二是测试点位与样品架的固定位置不匹配。一般环境试验箱内部结构复杂，为了给测试样品预留一定高度，部分环境试验箱样品架固定的箱内最高位置实际上并不是试验箱的最上层。这使得温度箱的中心点及各测试点的位置较难精准定位，使环境试验箱的温度均匀性校验结果的重现性不佳，测量不确定度增加，影响测量结果。

2 环境试验箱温度均匀性校准定位装置

为提高环境试验箱温度均匀性校验定位操作的效率，提高环境试验箱温度均匀性校验结果的准确性，研制的一套定位装置如图2、3所示。该定位装置舒展后，从正面看呈“工”字形，垂直连杆、水平连杆和侧杆均可沿着各自轴向伸长或收缩。将该定位装置放置于温度箱内部后，使各杆拉伸至与温度箱内壁接触，此时垂直杆中心即为环境试验箱中心位置。同时，按照温度测试点布置图，利用直尺确定水平连杆和侧杆距离温度箱内壁的距离，收缩水平连杆和侧杆指定长度使其另一端产生相同位移，从而可以便捷、高效地完成各温度测试点的定位工作，也确保了环境试验温度箱温度校验结果的准确性和可靠性。此外，在非工作情况下，垂直连杆与水平连杆通过铰接可旋转至一直线状态，任一侧杆可与水平连杆旋转至一直线状态，最终所有连杆处于同一直线上，方便收藏携带，减少占用空间。