AMS2750F系統(tǒng)精度測試關鍵點解讀

李 琨，張樂樂，童斌斌，龐河臨，陳 彤，張攀輝

(1.西安電爐研究所有限公司，陜西 西安 710061； 2.陜西省四主體一聯(lián)合電爐工程技術中心，陜西 西安 710061；3.中冶電爐工程技術中心，陜西 西安 710061)

系統(tǒng)精度測試是一種現場比較的方法，即對儀器、導線、傳感器讀數或值以及測試儀器、導線、傳感器的校準讀數或值進行現場比較，從而確定測量溫度誤差是否滿足技術要求[1]。進行系統(tǒng)精度測試的目的是確保爐子所有控制區(qū)的控制系統(tǒng)和記錄系統(tǒng)的精度滿足生產要求。目前比較常用的測量系統(tǒng)精度的技術標準有BAC 5621K、CPS 8100D及AMS2750F等。本文主要對AMS2750F展開分析。

AMS2750F涵蓋了金屬材料熱處理所用設備的高溫測定要求。主要包括對系統(tǒng)精度試驗和溫度均勻性測量等的技術要求，其中規(guī)范系統(tǒng)精度測試是生產質量優(yōu)良產品的必要要求之一[2]。

1 技術標準簡介

AMS2750《Pyrometry》，美國宇航材料標準，是航空系統(tǒng) Nadcap 認證的重要依據。AMS2750經歷了 A、B、C、D、E、F等版本變更，現行版本為F版，涉及內容有溫度傳感器、儀表、熱處理工藝設備、系統(tǒng)精度校驗、爐溫均勻性測量、記錄、管理等，對每一部分內容均有詳細規(guī)定，也是我國對外轉包生產的重要依據[3-4]。AMS2750F高溫測量于2020年6月正式發(fā)布，是在AMS2750D—2005和AMS2750E—2012基礎上進行的經驗匯集和技術革新，其目的是推動技術和工程科學狀態(tài)前進。內容上更新了記錄儀器的分辨率要求，使用百分比代替數字公差。同時對華氏溫度與攝氏溫度從“℉(℃)”改為“℉ 或℃”，對英制與SI測量單位從“英制單位(SI 單位)”改為“英制單位或 SI 單位”。

2 AMS2750F系統(tǒng)精度測試

系統(tǒng)精度測試(SAT)是為了保證熱處理爐所有控制區(qū)域的控制系統(tǒng)和記錄系統(tǒng)的精度，也就是說，除超溫報警傳感器及其系統(tǒng)不用進行系統(tǒng)精度測試外，其余傳感器及其系統(tǒng)均需進行系統(tǒng)精度測試。系統(tǒng)精度測試中應特別注意的是測試溫度允差、測試周期、測試傳感器及測試過程記錄[5]。筆者認為，根據工藝需要更換儀表后，不論儀表是否已檢定合格，均應重新進行系統(tǒng)精度測試，這一點往往很容易被忽視。

3 關鍵點解讀

AMS2750經歷數年的變革、修訂，迎來了AMS2750F—2020版航空航天材料規(guī)范技術標準，此版本已完成技術更改，解決了先前版本中發(fā)現的問題，更加具有先進性和科學性。由于本次修訂完全重寫了AMS2750F，因此，在使用新標準之前，對其中一些關鍵點的解讀是必不可少的。同時，與歷史版本的對比，更加有利于對新標準的快速解讀和學習。本文數據、結果均取自標準原意及作者個人解讀和整理，僅供參考。

3.1 爐子等級劃分及儀表類型要求

3.1.1 爐子等級劃分

如果沒有專門規(guī)定，爐子等級應滿足所處理材料管理規(guī)范中確立的溫度均勻性要求。儀表類型是根據為控制、記錄或指示所需溫度而使用的儀表等級來定義的。AMS2750F、AMS2750E和AMS2750D中對爐子等級的劃分比較統(tǒng)一。AMS2750F中規(guī)定為溫度均勻性公差(℉或℃)，其余二者為溫度均勻性范圍(℉或℃), 在描述上有所不同，但在本質上是相同的。表1按照AMS2750F—2020中的規(guī)范要求進行書寫。

表1 AMS2750 爐子等級劃分

3.1.2儀表類型要求

AMS2750F儀表類型分類要求見表2。

表2 AMS2750F儀表類型分類要求

AMS2750F要求，儀表類型從左到右按質量降序順序來排列，即A優(yōu)于B等；超溫保護傳感器也可用作記錄傳感器，其呈現了A型或C型儀表的最熱位置，或者在適當位置用作為D+型的附加記錄傳感器。

AMS2750E爐子儀器類型劃分要求見表3。

表3 AMS2750F儀表類型分類要求

AMS2750D中對儀表類型的要求與AMS2750E中基本一致，此處不再贅述。

3.2 SAT精度允差

SAT是對傳感器、延長線(和連接器)和儀器的組合誤差或修正量的總和的評估，系統(tǒng)精度允差是按照爐溫均勻性等級劃分的， SAT 差值應記錄為：受試傳感器系統(tǒng)(儀器/延長線/傳感器)的讀數與 SAT 傳感器和 SAT儀器的修正讀數(在設定溫度采用 SAT 傳感器和 SAT 儀器修正系數進行過代數修正之后)之間計算的差值。表4為各標準對系統(tǒng)精度測試最大允差的規(guī)定。

表4 系統(tǒng)精度測試最大允差規(guī)定

從表4中可以看出：三者對零件爐與原材料爐系統(tǒng)精度測試最大允差的規(guī)定相差不大，但AMS2750F相較于前兩個版本在技術規(guī)定上更加嚴謹、規(guī)范、和先進。AMS2750F與AMS2750E相較于AMS2750D增加了對制冷和淬火設備系統(tǒng)精度測試最大SAT允差的規(guī)范[3]。此外，上述最大允許 SAT 差值，都是以較大的(℉或℃，或讀數的百分比)為準，這也是三者相統(tǒng)一的地方。系統(tǒng)精度最大允差數據均來源于已出版的AMS2750技術標準，精確度上存在細微差別，但本質一樣。

3.3 測試周期

系統(tǒng)精度測試周期同樣是按照爐溫均勻性等級進行劃分，并且按照儀表類型進行細分，表5所示的表達方式均引用標準原有字詞，存在個別字詞差異，但表達的含義相同。如D、E、F三個版本中對測試周期的表達分別為：正常的SAT間隔、正常系統(tǒng)精度測試間隔、正常SAT間隔。

表5 各技術標準的系統(tǒng)精度測試周期

3.4 測試傳感器要求

系統(tǒng)精度測試對測量傳感器同樣具有嚴格要求，本節(jié)主要匯總了AMS2750F、AMS2750E和AMS2750D中對測量傳感器的技術要求和校準周期，由表6可知,各標準對系統(tǒng)精度測試傳感器的技術要求和校準周期間略有差別，也接受具有同等或更好校準精度的傳感器。使用RTD時，應按照ME1137 或 IEC 60751 中給出的 A 級公差要求。

表6 各技術標準的測試傳感器的技術要求和校準周期

3.5 記錄儀器分辨率要求

AMS2750D版、E版及F版中對圖表紙的最高度數和最大圖表記錄增量要求是一致的，但在數字儀器的可讀性上卻大有差別。表7匯總了AMS2750D、E、F版系統(tǒng)精度測試對記錄儀器分辨率的要求。

表7 記錄儀器分辨率要求

結合表7和各標準[1，2，5]可知：AMS2750 D版中規(guī)定的是爐子圖紙記錄儀表的分辨力而非分辨率，數字式儀表的可讀性為1℉(1 ℃)；AMS2750E版中規(guī)定數字式儀表的可讀性應達到1℉或1 ℃，而AMS2750F版中則對數字儀器的可讀性要求更加嚴格，精確度達到了0.1℉ 或 0.1 ℃。除此之外，E、F版本中對制冷和淬火設備的記錄儀器分辨率做出了具體要求，而D版中對此部分內容未作要求。

4 結 語

通過對AMS2750F新標準系統(tǒng)精度測試中爐子等級劃分、儀表類型要求、系統(tǒng)精度允差、測試周期、測試傳感器及儀器分辨率的解讀，可以發(fā)現，新版本AMS2750F標準相比歷史D、E版本在內容上發(fā)生了一定的改進和升級。因此，在生產管理質量體系認證過程中，選擇正確、合適的技術標準規(guī)范作為熱處理爐質量評價依據是非常有必要的。

AMS2750是航空系統(tǒng) Nadcap 認證的重要依據，可實現對發(fā)動機綜合參數測試儀進行整體多參數現場校準，解決企業(yè)測試儀器儀表溯源的難題，節(jié)約成本，降低風險，同時也為企業(yè)研發(fā)、生產提供了依據和技術支持。