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冲击试验低温槽广泛应用于电力、航空航天、理化试验室、化工、科研等部门材料的低温理化试验。冲击试验低温槽的控温指标是否能满足要求,直接影响低温理化试验结果。本文以DWC-40型冲击试验低温槽为例对校准方法进行探讨。DWC-40型冲击试验低温槽主要技术参数为控温范围+30℃~-40℃;恒温精度<±0.5℃。
1 校准用标准器及配套设备的选取
校准仪器选用A级铂电阻温度计、准确度0.02级的测温电桥、低温电势转换开关和秒表,所引入的扩展不确定度为:U95=kuc=0.10℃(取k95=2.01)符合对被校低温槽的测量要求。
2 校准项目
温度示值误差、温场均匀度和温场稳定度。
3 校准方法
3.1校准点的数量及分布
为了更好地掌握低温槽内横向和纵向的温度变化情况,我们将低温槽划分为上、中、下三个层面,选择五点进行校准。校准点的位置分布在冲击试验低温槽内上、中、下三层,如图1所示。
图1 校准点的数量及分布
3.2铂电阻温度计的固定
由于冲击试验低温槽的顶盖起到封闭空间的作用,因此需要特别制作一个带有五个插孔的顶盖,以便于校准时铂电阻温度计能够很好的固定在校准点位置上。而且应注意要让上层的铂电阻温度计达到测量深度,且不要让下层的铂电阻温度计接触槽壁、槽底及搅拌装置。
3.3冲击试验低温槽的校准
在上述校准点布放铂电阻温度计,并将冲击试验低温槽温度控制器设定到所要求的校准温度(校准温度依据客户要求),使其正常工作。待冲击试验低温槽达到设定温度后,稳定10 分钟,开始记录测量数据,按低温槽显示温度-铂电阻温度计1显示温度-温槽显示温度-铂电阻温度计2显示温度……顺序循环记录测量数据,每5分钟循环记录一次,在设定温度共测量6次。
(1)温度示值误差
冲击试验低温槽的显示温度平均值与工作区域中心点测量的平均值之差即为温度示值误差。
[ΔTd][=Td-To]
式中:[ΔTd]为温度示值误差℃;[Td]为低温槽显示温度平均值℃;[To]为中心点6次测量的平均值℃。
(2)温场均匀度
分布在冲击试验低温槽内的5支铂电阻温度计每次循环测量数据的最大差值为本次温场均匀度。在30分钟内(每5分钟循环测量一次)6组数据中的最大差值为温场均匀度。
[ΔTu][=Timax-Timin]
式中:[ΔTu]为温场均匀度℃;[Timax]为各校准点在第i次测得的最高温度℃;[Timin]为各校准点在第i次测得的最低温度℃。
(3)温场稳定度
温场稳定度是冲击试验低温槽在稳定状态下,工作空间中心点温度随时间的变化量,即中心点在30分钟内实测最高温度与最低温度之差。
[ΔTf][=±Tomax-Tomin]
式中:[ΔTf]为温场稳定度℃;[Tomax]为中心点6次测量实测最高温度℃;[Tomin]为中心点6次测量实测最低温度℃。
随着检、校设备的不断更新发展,对冲击试验低温槽的校准方法亦是多种多样,本方法仅是其中比较简单的方法之一。
1 校准用标准器及配套设备的选取
校准仪器选用A级铂电阻温度计、准确度0.02级的测温电桥、低温电势转换开关和秒表,所引入的扩展不确定度为:U95=kuc=0.10℃(取k95=2.01)符合对被校低温槽的测量要求。
2 校准项目
温度示值误差、温场均匀度和温场稳定度。
3 校准方法
3.1校准点的数量及分布
为了更好地掌握低温槽内横向和纵向的温度变化情况,我们将低温槽划分为上、中、下三个层面,选择五点进行校准。校准点的位置分布在冲击试验低温槽内上、中、下三层,如图1所示。
图1 校准点的数量及分布
3.2铂电阻温度计的固定
由于冲击试验低温槽的顶盖起到封闭空间的作用,因此需要特别制作一个带有五个插孔的顶盖,以便于校准时铂电阻温度计能够很好的固定在校准点位置上。而且应注意要让上层的铂电阻温度计达到测量深度,且不要让下层的铂电阻温度计接触槽壁、槽底及搅拌装置。
3.3冲击试验低温槽的校准
在上述校准点布放铂电阻温度计,并将冲击试验低温槽温度控制器设定到所要求的校准温度(校准温度依据客户要求),使其正常工作。待冲击试验低温槽达到设定温度后,稳定10 分钟,开始记录测量数据,按低温槽显示温度-铂电阻温度计1显示温度-温槽显示温度-铂电阻温度计2显示温度……顺序循环记录测量数据,每5分钟循环记录一次,在设定温度共测量6次。
(1)温度示值误差
冲击试验低温槽的显示温度平均值与工作区域中心点测量的平均值之差即为温度示值误差。
[ΔTd][=Td-To]
式中:[ΔTd]为温度示值误差℃;[Td]为低温槽显示温度平均值℃;[To]为中心点6次测量的平均值℃。
(2)温场均匀度
分布在冲击试验低温槽内的5支铂电阻温度计每次循环测量数据的最大差值为本次温场均匀度。在30分钟内(每5分钟循环测量一次)6组数据中的最大差值为温场均匀度。
[ΔTu][=Timax-Timin]
式中:[ΔTu]为温场均匀度℃;[Timax]为各校准点在第i次测得的最高温度℃;[Timin]为各校准点在第i次测得的最低温度℃。
(3)温场稳定度
温场稳定度是冲击试验低温槽在稳定状态下,工作空间中心点温度随时间的变化量,即中心点在30分钟内实测最高温度与最低温度之差。
[ΔTf][=±Tomax-Tomin]
式中:[ΔTf]为温场稳定度℃;[Tomax]为中心点6次测量实测最高温度℃;[Tomin]为中心点6次测量实测最低温度℃。
随着检、校设备的不断更新发展,对冲击试验低温槽的校准方法亦是多种多样,本方法仅是其中比较简单的方法之一。