HB 6783、GB/T 5170在溫濕度試驗(yàn)箱性能指標(biāo)驗(yàn)收中的應(yīng)用

李寶晗

（中國航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽電光設(shè)備研究所，洛陽 471009）

HB 6783、GB/T 5170在溫濕度試驗(yàn)箱性能指標(biāo)驗(yàn)收中的應(yīng)用

李寶晗

（中國航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽電光設(shè)備研究所，洛陽 471009）

本文簡要介紹了環(huán)境與可靠性試驗(yàn)領(lǐng)域試驗(yàn)設(shè)備系列檢定標(biāo)準(zhǔn)HB 6783、GB/T 5170。以本單位某型溫濕度試驗(yàn)箱驗(yàn)收為例，詳細(xì)介紹了HB 6783、GB/T 5170系列溫濕度試驗(yàn)設(shè)備檢定/檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)在溫濕度試驗(yàn)箱性能指標(biāo)驗(yàn)收中的應(yīng)用，通過對(duì)比應(yīng)用總結(jié)，指出綜合比較不同檢定標(biāo)準(zhǔn)中溫濕度性能指標(biāo)的檢定項(xiàng)目、方法，結(jié)合本單位產(chǎn)品試驗(yàn)需求應(yīng)用，是制定溫濕度試驗(yàn)箱性能指標(biāo)驗(yàn)收方法的最佳途徑。

溫濕度試驗(yàn)箱；HB 6783；GB/T 5170

引言

溫濕度試驗(yàn)箱是環(huán)境試驗(yàn)中常用的設(shè)備，作為設(shè)備使用方，總是希望能充分發(fā)揮設(shè)備能力，一箱多用，滿足多種試驗(yàn)的需求。考慮到溫濕度試驗(yàn)箱本身同時(shí)具備溫度和濕度控制兩方面功能，可分別作為溫度試驗(yàn)箱和濕熱試驗(yàn)箱使用，為了保證溫濕度試驗(yàn)箱滿足多種溫濕度試驗(yàn)需求，有必要提前明確試驗(yàn)箱性能指標(biāo)檢驗(yàn)項(xiàng)目要求及驗(yàn)收試驗(yàn)方法。

HB 6783、GB/T 5170系列檢定標(biāo)準(zhǔn)是為滿足一定環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求，適用于環(huán)境設(shè)備的首次/驗(yàn)收檢定及試驗(yàn)箱的周期檢定，是試驗(yàn)設(shè)備性能指標(biāo)驗(yàn)收、檢定的重要依據(jù)。為充分發(fā)揮設(shè)備能力，使設(shè)備效益最大化，綜合比較不同檢定標(biāo)準(zhǔn)中溫濕度性能指標(biāo)的檢定項(xiàng)目、方法，結(jié)合本單位產(chǎn)品試驗(yàn)需求應(yīng)用，是制定溫濕度試驗(yàn)箱性能指標(biāo)驗(yàn)收方法的最佳途徑。

1 HB 6783、GB/T 5170標(biāo)準(zhǔn)簡介

HB 6783系列《軍用機(jī)載設(shè)備氣候環(huán)境試驗(yàn)箱（室）檢定方法》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢定方法適用于按GJB150進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)所用的氣候環(huán)境試驗(yàn)箱（室）的檢定。對(duì)于軍用機(jī)載設(shè)備按其他標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)所用的氣候環(huán)境試驗(yàn)箱（室）的檢定亦可參照使用。

GB/T 5170系列《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備檢驗(yàn)方法》適用于按GB/T 2423系列電工電子產(chǎn)品進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)所用試驗(yàn)設(shè)備的首次檢定/驗(yàn)收檢驗(yàn)和周期檢驗(yàn)，也適用于類似試驗(yàn)設(shè)備的檢驗(yàn)。

兩者一軍一民，一個(gè)適用軍用機(jī)載設(shè)備氣候試驗(yàn)設(shè)備，一個(gè)適用一般電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備。HB 6783制定年代較早，2009年GJB 150已發(fā)布了新的150A系列版本，但HB 6783還暫未有與之匹配的更新版本推出；而GB/T 5170系列隨著GB/T 2423系列標(biāo)準(zhǔn)的更新發(fā)布進(jìn)行了修訂、更新，發(fā)布了新的版本。

HB 6783、GB/T 5170中溫度試驗(yàn)箱、濕熱試驗(yàn)箱的標(biāo)準(zhǔn)及其適用的環(huán)境試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)見表1。

各標(biāo)準(zhǔn)包含檢定/檢驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容見表2，相對(duì)而言，HB 6783針對(duì)性強(qiáng)，GB/T 5170檢驗(yàn)項(xiàng)目更加全面。

2 某型溫濕度試驗(yàn)箱性能指標(biāo)驗(yàn)收過程中HB6783和GB5170的應(yīng)用

2.1 某型溫濕度試驗(yàn)箱功能、性能指標(biāo)要求

該試驗(yàn)箱用于產(chǎn)品高低溫、溫度沖擊及濕熱試驗(yàn)，應(yīng)滿足GJB 150.3、GJB 150.4、GJB 150.5、GJB 150.9相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求，技術(shù)協(xié)議中主要性能指標(biāo)的驗(yàn)收要求見表3。

表1 HB 6783、GB/T 5170溫度試驗(yàn)箱、濕熱試驗(yàn)箱標(biāo)準(zhǔn)

上表檢驗(yàn)項(xiàng)目涵蓋了GJB 150相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)備的要求。參考GB/T 5170，還有溫度指示誤差、相對(duì)濕度均勻度、相對(duì)濕度波動(dòng)度、相對(duì)濕度指示誤差、溫度過沖量、溫度過沖恢復(fù)時(shí)間、相對(duì)濕度過沖量、相對(duì)濕度過沖恢復(fù)時(shí)間、噪聲未要求，考慮今后使用功能的擴(kuò)展，經(jīng)與計(jì)量單位協(xié)商增加了除噪聲以外以上指標(biāo)的檢測，計(jì)量單位給出檢測結(jié)果，不做驗(yàn)收考核使用。

2.2 某型溫濕度試驗(yàn)箱驗(yàn)收過程HB 6783和GB5 170的應(yīng)用

考慮設(shè)備主要用途，依據(jù)HB 6783.3和HB 6783.7,參考GB/T 5170.2和GB/T 5170.5確定驗(yàn)收方法。

2.2.1 溫度偏差、相對(duì)濕度偏差、溫度梯度、溫度均勻度、相對(duì)濕度均勻度、溫度波動(dòng)度、相對(duì)濕度波動(dòng)度、升降溫特性、溫度變化速率、溫度指示誤差、相對(duì)濕度指示誤差、風(fēng)速的檢驗(yàn)方法

2.2.1.1 測量點(diǎn)數(shù)量和位置

對(duì)比2個(gè)溫濕度試驗(yàn)箱標(biāo)準(zhǔn)，在2.2.1對(duì)應(yīng)項(xiàng)目上HB6783.7和GB/T 5170.5測量點(diǎn)數(shù)量和位置要求基本一致，GB/T 5170.5明確規(guī)定了設(shè)備容積小于0.05 m3或大于50 m3時(shí)，可適當(dāng)減少或增加測量點(diǎn)；并指出如果設(shè)備帶有樣品架或樣品車時(shí)，下層測量點(diǎn)可布放在樣品架或樣品車上方10 mm處。

考慮該試驗(yàn)箱容積為2 m3，試驗(yàn)箱內(nèi)部長寬高尺寸

為1.3 m×1.3 m×1.2 m，主要進(jìn)行常規(guī)溫度試驗(yàn)，溫度測量點(diǎn)布放位置按標(biāo)準(zhǔn)要求分為上、中、下三層，溫度測量點(diǎn)為9個(gè)；另加3個(gè)濕度測量點(diǎn)，在S、R、T位置各一個(gè)。如圖1所示，與試驗(yàn)箱內(nèi)壁距離為試驗(yàn)箱內(nèi)壁的距離為各自邊長的1/10。

表2 標(biāo)準(zhǔn)檢定/檢驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)照表

表3 主要性能指標(biāo)

圖1 溫濕度測量點(diǎn)布置圖

2.2.1.2 標(biāo)稱值的選擇

考慮試驗(yàn)箱分別用于高溫、低溫、溫度沖擊和濕度試驗(yàn)，作溫度試驗(yàn)箱和濕熱試驗(yàn)箱分別使用，對(duì)溫度和濕度標(biāo)稱值分別進(jìn)行了選擇。

1）溫度標(biāo)稱值的選擇

HB 6783.3-93中驗(yàn)收溫度標(biāo)稱值通常選擇GJB 150有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度或具有代表性的其他溫度值；GB/T 5170.2-2008《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備基本參數(shù)驗(yàn)收方法溫度試驗(yàn)設(shè)備》中更是從低溫到高溫列出十幾個(gè)點(diǎn)以供選擇。

考慮到要對(duì)試驗(yàn)箱溫度范圍進(jìn)行考核并結(jié)合工作中實(shí)際使用需要，最后確定了以下選擇原則：

選擇試驗(yàn)箱溫度范圍極限點(diǎn)、試驗(yàn)常用溫度點(diǎn)、壓縮機(jī)啟動(dòng)點(diǎn)（對(duì)一些高溫狀態(tài)壓縮機(jī)不啟動(dòng)的試驗(yàn)箱），最后可根據(jù)實(shí)際情況為使溫度標(biāo)稱值取值均勻在上述已取溫度點(diǎn)間抽取1～2個(gè)點(diǎn)。

因此，該次驗(yàn)收選擇的溫度標(biāo)稱值為：-73 ℃、-55 ℃、-40 ℃、-20 ℃、0 ℃、+10 ℃、+45 ℃、+50 ℃、+70 ℃、+85 ℃、+100 ℃、+180 ℃。

2）驗(yàn)收相對(duì)濕度標(biāo)稱值的選擇

在HB 6783.7-93中利用交變濕熱程序中的保溫保濕階段作為驗(yàn)收濕度標(biāo)稱值測量其恒定濕熱狀態(tài)下的相對(duì)濕度誤差。GB/T 5170.5-2008中既有對(duì)恒定濕熱相對(duì)濕度標(biāo)稱值的要求，也有交變濕熱狀態(tài)下對(duì)相對(duì)濕度標(biāo)稱值的要求。

圖2 交變濕熱控制曲線圖

考慮到要對(duì)試驗(yàn)箱相對(duì)濕度范圍進(jìn)行考核并結(jié)合工作中實(shí)際使用需要，最后確定了以下選擇原則：

選擇試驗(yàn)箱相對(duì)濕度范圍極限點(diǎn)單獨(dú)考核；考慮實(shí)際工作中經(jīng)常使用到的GJB 150.9-86按HB 6783.7-93規(guī)定的濕熱控制程序，做一個(gè)周期的測試，利用濕熱控制程序中的保溫保濕階段作為驗(yàn)收濕度標(biāo)稱值用來測量其相對(duì)濕度誤差，同時(shí)考核試驗(yàn)箱同時(shí)控制溫度和濕度的能力；最后可根據(jù)實(shí)際情況為使相對(duì)濕度標(biāo)稱值取值均勻在上述已取點(diǎn)間抽取1～2個(gè)點(diǎn)。

因此，最后確定恒定濕熱狀態(tài)相對(duì)濕度標(biāo)稱值為：+10 ℃，10 %RH 、+85 ℃，95 %RH ；交變濕熱控制程序圖按HB 6783.7-93規(guī)定，交變濕熱控制曲線圖見圖2。

2.2.1.3 驗(yàn)收步驟和數(shù)據(jù)處理方法

溫度標(biāo)稱值確定之后，進(jìn)一步明確驗(yàn)收步驟和數(shù)據(jù)處理方法。因本單位產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)主要應(yīng)用GJB150系列標(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮后，溫度偏差、相對(duì)濕度偏差、升降溫特性、風(fēng)速驗(yàn)收選擇HB 6783.7-93中規(guī)定的驗(yàn)收步驟和數(shù)據(jù)處理方法，

溫度波動(dòng)度、溫度均勻度、相對(duì)濕度均勻度、相對(duì)濕度波動(dòng)度、溫度指示誤差、相對(duì)濕度指示誤差參考GB/T 5170.2-2008中檢驗(yàn)步驟，作出全面測試。

這些指標(biāo)中，溫度變化速率在驗(yàn)收中有著比與其他指標(biāo)更加嚴(yán)格的要求，除了要確定試驗(yàn)箱負(fù)載，還應(yīng)對(duì)溫度范圍進(jìn)行選擇。

1）試驗(yàn)箱升降溫速率驗(yàn)收時(shí)負(fù)載的選擇

明確試驗(yàn)箱的負(fù)載條件是非常重要的，與試驗(yàn)箱的溫度變化速率指標(biāo)密切相關(guān)。

HB 6783中規(guī)定驗(yàn)收在空載條件下進(jìn)行，而在GB/T 5170規(guī)定驗(yàn)收設(shè)備一般應(yīng)在負(fù)載條件下進(jìn)行。

該次驗(yàn)收技術(shù)協(xié)議中對(duì)負(fù)載已有明確規(guī)定：150 kg鋁錠和500 W電爐，這是依據(jù)本單位產(chǎn)品特點(diǎn)制定的，按GB/T 5170的規(guī)定并綜合考慮試驗(yàn)箱實(shí)際使用要求，使負(fù)載規(guī)定更加符合試驗(yàn)箱的使用狀態(tài)，能夠最大限度的模擬試驗(yàn)箱的真實(shí)使用狀態(tài)，保證試驗(yàn)箱今后使用過程中能夠滿足不同類型產(chǎn)品的驗(yàn)收要求。

2）試驗(yàn)箱升降溫速率驗(yàn)收時(shí)溫度范圍的選擇

溫度變化速率是在一定溫度范圍內(nèi)測得的，溫度范圍選擇的不同將導(dǎo)致得到的溫度變化速率不一致，最終得到的對(duì)試驗(yàn)箱制冷和加熱能力考核結(jié)果也不同。

對(duì)溫度變化速率驗(yàn)收中溫度范圍的選擇HB 6783及GB/T 5170都無明確要求。

事實(shí)上，在技術(shù)協(xié)議溫度變化速率的要求中，已對(duì)溫度范圍作出了分段，降溫速率：機(jī)械制冷常溫～-55℃不小于15 ℃/min，加液氮制冷常溫～-55 ℃不小于30 ℃/min；升溫速率：常溫～80 ℃不小于30 ℃/min。這樣要求是科學(xué)而且實(shí)用的，不僅使得升降溫速率在整個(gè)使用溫度范圍內(nèi)變化平穩(wěn)，避免了試驗(yàn)箱經(jīng)常出現(xiàn)的由高溫向低溫降溫時(shí)，前段降溫速率很快而后段過慢而平均降溫速率又能達(dá)到要求的情況出現(xiàn)，而且溫度范圍的設(shè)置考慮了今后工作中的實(shí)際需要。

3）試驗(yàn)箱升降溫速率驗(yàn)收時(shí)升降溫速率計(jì)算方法的選擇

升降溫速率計(jì)算方法的選擇是非常重要的。由于選擇標(biāo)準(zhǔn)的不同升降溫速率的計(jì)算方法也不完全相同，計(jì)算的結(jié)果將會(huì)有很大差別。

HB 6783中規(guī)定的是在溫度變化速率是試驗(yàn)箱在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，工作空間溫度連續(xù)上升或下降，總的溫度變化量與過程時(shí)間的比值。GB/T 5170中規(guī)定的是溫度變化速率是試驗(yàn)箱在規(guī)定的時(shí)間間隔和規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，工作空間指示點(diǎn)溫度連續(xù)上升或連續(xù)下降時(shí)每5 min的變化量。

當(dāng)試驗(yàn)箱溫度范圍確定之后，考慮實(shí)際需求按GJB 150進(jìn)行試驗(yàn)，因此最終選擇按HB 6783中的規(guī)定進(jìn)行。

2.2.2 其他指標(biāo)的驗(yàn)收

2.2.2.1 試驗(yàn)箱（室）內(nèi)壁與工作空間的溫差的驗(yàn)收

該指標(biāo)僅在HB 6783.3中有規(guī)定，因此該指標(biāo)依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收，測試點(diǎn)的布置，還需在試驗(yàn)箱各內(nèi)壁中心點(diǎn)布放。

2.2.2.2 溫度過沖量及恢復(fù)時(shí)間、相對(duì)濕度過沖量及恢復(fù)時(shí)間的驗(yàn)收

該指標(biāo)在GB/T 5170中有規(guī)定，注意測量點(diǎn)的位置在設(shè)備工作空間的幾何中心。

3 某型溫度濕度振動(dòng)溫濕度試驗(yàn)箱驗(yàn)收建議

通過對(duì)某型溫度濕度振動(dòng)溫濕度試驗(yàn)箱驗(yàn)收，對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有了更深一步的了解，以下就溫濕度試驗(yàn)箱驗(yàn)收提出一點(diǎn)意見和建議。

3.1 試驗(yàn)箱工作條件

建議在技術(shù)協(xié)議中規(guī)定試驗(yàn)箱工作氣候條件，本單位所處的地理位置年最低氣溫零下十幾度、最高氣溫達(dá)到過四十度，在某型溫濕度試驗(yàn)箱降溫速率驗(yàn)收過程中，由于降溫速率屢次試驗(yàn)均達(dá)不到要求，廠家代表曾對(duì)試驗(yàn)箱機(jī)組工作室溫度提出質(zhì)疑。

環(huán)境條件對(duì)試驗(yàn)箱的使用效果有著一定的影響，為避免爭議，根據(jù)使用環(huán)境，選擇并規(guī)定試驗(yàn)箱工作氣候條件是很必要的。

3.2 試驗(yàn)箱用冷卻水條件

該試驗(yàn)箱為水冷箱，采用閉式冷卻塔為試驗(yàn)箱提供冷卻水，冷卻循環(huán)水的溫度和流量直接影響壓縮機(jī)組的運(yùn)行，實(shí)際應(yīng)用中，尤其在夏季冷卻水溫度往往都在28 ℃以上，特別是梅雨季節(jié)，熱量散不出去，使得冷卻水溫度更高，因此為保證實(shí)際應(yīng)用，應(yīng)根據(jù)使用場所條件，對(duì)試驗(yàn)箱冷卻水條件提前做出規(guī)定。

3.3 溫度梯度和溫度均勻度

在某型溫度濕度振動(dòng)溫濕度試驗(yàn)箱的技術(shù)指標(biāo)中規(guī)定了溫度梯度的要求而無溫度均勻度的要求。實(shí)際上，如果將溫度梯度不大于1℃/m這一指標(biāo)改為溫度均勻度不大于1℃會(huì)更加合理。

在HB 6783、GB/T 5170中， HB 6783提到的是溫度梯度其定義為試驗(yàn)箱在穩(wěn)定狀態(tài)下，工作空間在任意方向上單位距離內(nèi)的溫度差值，用℃/m表示，恒溫階段不大于1 ℃/m或最大溫差不大于2.2 ℃，與GJB 150要求一致，也符合通常的使用要求。

GB/T 5170提到的是溫度均勻度(△Tu)其定義為試驗(yàn)箱在穩(wěn)定狀態(tài)下，工作空間在某一瞬間各測試點(diǎn)溫度之間的差值。用℃表示。計(jì)算方法：試驗(yàn)箱在穩(wěn)定狀態(tài)下，工作空間各測試點(diǎn)在30 min內(nèi)（每2 min測試一次）每次測試實(shí)測最高溫度（Tjmax）與最低溫度（Tjmin）之差的算術(shù)平均值，計(jì)算公式如下：

通過兩個(gè)指標(biāo)的定義和計(jì)算方法比較可以看出GB/T 5170中要求的溫度均勻度指標(biāo)可以包含HB 6783中溫度梯度的要求；其次，由于溫度梯度的計(jì)算過程中除了各溫度測量點(diǎn)溫度的測量還需要進(jìn)行溫度測量點(diǎn)距離的測量，這樣在測量過程中除了溫度測量的誤差必然引入距離的綜合誤差包括其儀表誤差、測量誤差、讀數(shù)誤差和計(jì)算誤差，因此個(gè)人認(rèn)為將溫度梯度改為溫度均勻度是合理而且易行的。

4 結(jié)束語

通過對(duì)某型溫濕度試驗(yàn)箱驗(yàn)收過程中對(duì)HB 6783及GB/T 5170標(biāo)準(zhǔn)中試驗(yàn)箱溫度、濕度性能的對(duì)比與應(yīng)用總結(jié)，得出結(jié)論：綜合比較不同檢定標(biāo)準(zhǔn)中溫濕度性能指標(biāo)的檢定方法并應(yīng)用，是合理制定適合于本單位產(chǎn)品試驗(yàn)的溫濕度試驗(yàn)箱性能指標(biāo)驗(yàn)收方法的最佳途徑。

[1] HB 6783.3-93, 軍用機(jī)載設(shè)備氣候環(huán)境試驗(yàn)箱（室）檢定方法 溫度試驗(yàn)箱（室）[S].

[2] HB 6783.7-93 ,軍用機(jī)載設(shè)備氣候環(huán)境試驗(yàn)箱（室）檢定方法 濕熱試驗(yàn)箱（室）[S].

[3] GB/T 5170.2-2008,電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備檢驗(yàn)方法 溫度試驗(yàn)設(shè)備[S].

[4] GB/T 5170.5-2008,電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備檢驗(yàn)方法 濕熱試驗(yàn)設(shè)備[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

李寶晗（1976-），女，河南洛陽人，高級(jí)工程師，主要研究方向環(huán)境與可靠性試驗(yàn)。