AMS2750F系统精度测试关键点解读

李 琨，张乐乐，童斌斌，庞河临，陈 彤，张攀辉

(1.西安电炉研究所有限公司，陕西 西安 710061； 2.陕西省四主体一联合电炉工程技术中心，陕西 西安 710061；3.中冶电炉工程技术中心，陕西 西安 710061)

系统精度测试是一种现场比较的方法，即对仪器、导线、传感器读数或值以及测试仪器、导线、传感器的校准读数或值进行现场比较，从而确定测量温度误差是否满足技术要求[1]。进行系统精度测试的目的是确保炉子所有控制区的控制系统和记录系统的精度满足生产要求。目前比较常用的测量系统精度的技术标准有BAC 5621K、CPS 8100D及AMS2750F等。本文主要对AMS2750F展开分析。

AMS2750F涵盖了金属材料热处理所用设备的高温测定要求。主要包括对系统精度试验和温度均匀性测量等的技术要求，其中规范系统精度测试是生产质量优良产品的必要要求之一[2]。

1 技术标准简介

AMS2750《Pyrometry》，美国宇航材料标准，是航空系统 Nadcap 认证的重要依据。AMS2750经历了 A、B、C、D、E、F等版本变更，现行版本为F版，涉及内容有温度传感器、仪表、热处理工艺设备、系统精度校验、炉温均匀性测量、记录、管理等，对每一部分内容均有详细规定，也是我国对外转包生产的重要依据[3-4]。AMS2750F高温测量于2020年6月正式发布，是在AMS2750D—2005和AMS2750E—2012基础上进行的经验汇集和技术革新，其目的是推动技术和工程科学状态前进。内容上更新了记录仪器的分辨率要求，使用百分比代替数字公差。同时对华氏温度与摄氏温度从“℉(℃)”改为“℉ 或℃”，对英制与SI测量单位从“英制单位(SI 单位)”改为“英制单位或 SI 单位”。

2 AMS2750F系统精度测试

系统精度测试(SAT)是为了保证热处理炉所有控制区域的控制系统和记录系统的精度，也就是说，除超温报警传感器及其系统不用进行系统精度测试外，其余传感器及其系统均需进行系统精度测试。系统精度测试中应特别注意的是测试温度允差、测试周期、测试传感器及测试过程记录[5]。笔者认为，根据工艺需要更换仪表后，不论仪表是否已检定合格，均应重新进行系统精度测试，这一点往往很容易被忽视。

3 关键点解读

AMS2750经历数年的变革、修订，迎来了AMS2750F—2020版航空航天材料规范技术标准，此版本已完成技术更改，解决了先前版本中发现的问题，更加具有先进性和科学性。由于本次修订完全重写了AMS2750F，因此，在使用新标准之前，对其中一些关键点的解读是必不可少的。同时，与历史版本的对比，更加有利于对新标准的快速解读和学习。本文数据、结果均取自标准原意及作者个人解读和整理，仅供参考。

3.1 炉子等级划分及仪表类型要求

3.1.1 炉子等级划分

如果没有专门规定，炉子等级应满足所处理材料管理规范中确立的温度均匀性要求。仪表类型是根据为控制、记录或指示所需温度而使用的仪表等级来定义的。AMS2750F、AMS2750E和AMS2750D中对炉子等级的划分比较统一。AMS2750F中规定为温度均匀性公差(℉或℃)，其余二者为温度均匀性范围(℉或℃), 在描述上有所不同，但在本质上是相同的。表1按照AMS2750F—2020中的规范要求进行书写。

表1 AMS2750 炉子等级划分

3.1.2仪表类型要求

AMS2750F仪表类型分类要求见表2。

表2 AMS2750F仪表类型分类要求

AMS2750F要求，仪表类型从左到右按质量降序顺序来排列，即A优于B等；超温保护传感器也可用作记录传感器，其呈现了A型或C型仪表的最热位置，或者在适当位置用作为D+型的附加记录传感器。

AMS2750E炉子仪器类型划分要求见表3。

表3 AMS2750F仪表类型分类要求

AMS2750D中对仪表类型的要求与AMS2750E中基本一致，此处不再赘述。

3.2 SAT精度允差

SAT是对传感器、延长线(和连接器)和仪器的组合误差或修正量的总和的评估，系统精度允差是按照炉温均匀性等级划分的， SAT 差值应记录为：受试传感器系统(仪器/延长线/传感器)的读数与 SAT 传感器和 SAT仪器的修正读数(在设定温度采用 SAT 传感器和 SAT 仪器修正系数进行过代数修正之后)之间计算的差值。表4为各标准对系统精度测试最大允差的规定。

表4 系统精度测试最大允差规定

从表4中可以看出：三者对零件炉与原材料炉系统精度测试最大允差的规定相差不大，但AMS2750F相较于前两个版本在技术规定上更加严谨、规范、和先进。AMS2750F与AMS2750E相较于AMS2750D增加了对制冷和淬火设备系统精度测试最大SAT允差的规范[3]。此外，上述最大允许 SAT 差值，都是以较大的(℉或℃，或读数的百分比)为准，这也是三者相统一的地方。系统精度最大允差数据均来源于已出版的AMS2750技术标准，精确度上存在细微差别，但本质一样。

3.3 测试周期

系统精度测试周期同样是按照炉温均匀性等级进行划分，并且按照仪表类型进行细分，表5所示的表达方式均引用标准原有字词，存在个别字词差异，但表达的含义相同。如D、E、F三个版本中对测试周期的表达分别为：正常的SAT间隔、正常系统精度测试间隔、正常SAT间隔。

表5 各技术标准的系统精度测试周期

3.4 测试传感器要求

系统精度测试对测量传感器同样具有严格要求，本节主要汇总了AMS2750F、AMS2750E和AMS2750D中对测量传感器的技术要求和校准周期，由表6可知,各标准对系统精度测试传感器的技术要求和校准周期间略有差别，也接受具有同等或更好校准精度的传感器。使用RTD时，应按照ME1137 或 IEC 60751 中给出的 A 级公差要求。

表6 各技术标准的测试传感器的技术要求和校准周期

3.5 记录仪器分辨率要求

AMS2750D版、E版及F版中对图表纸的最高度数和最大图表记录增量要求是一致的，但在数字仪器的可读性上却大有差别。表7汇总了AMS2750D、E、F版系统精度测试对记录仪器分辨率的要求。

表7 记录仪器分辨率要求

结合表7和各标准[1，2，5]可知：AMS2750 D版中规定的是炉子图纸记录仪表的分辨力而非分辨率，数字式仪表的可读性为1℉(1 ℃)；AMS2750E版中规定数字式仪表的可读性应达到1℉或1 ℃，而AMS2750F版中则对数字仪器的可读性要求更加严格，精确度达到了0.1℉ 或 0.1 ℃。除此之外，E、F版本中对制冷和淬火设备的记录仪器分辨率做出了具体要求，而D版中对此部分内容未作要求。

4 结 语

通过对AMS2750F新标准系统精度测试中炉子等级划分、仪表类型要求、系统精度允差、测试周期、测试传感器及仪器分辨率的解读，可以发现，新版本AMS2750F标准相比历史D、E版本在内容上发生了一定的改进和升级。因此，在生产管理质量体系认证过程中，选择正确、合适的技术标准规范作为热处理炉质量评价依据是非常有必要的。

AMS2750是航空系统 Nadcap 认证的重要依据，可实现对发动机综合参数测试仪进行整体多参数现场校准，解决企业测试仪器仪表溯源的难题，节约成本，降低风险，同时也为企业研发、生产提供了依据和技术支持。