高低温冷熱循環一体機環境試験の中核設備として、電子、材料、自動車などの分野の高低温サイクル信頼性試験に広く応用されている。その校正コアの目標は温度制御精度、温度均一性、昇降温度速度及び循環タイミングなどの重要なパラメータ偏差を修正し、試験データの信頼性を確保することである。本マニュアルはJJF 1101-2019「環境試験設備温度、湿度校正規範」に基づいて、設備の運行特性を結合して、全プロセスの標準化校正方案を提供する。
一、校正前のコア準備
校正前に設備状態検査、標準器具の選定及び環境管理制御を完了し、前期要素の校正誤差の導入を避ける必要がある。
1.標準器具と工具の準備
コア標準器具:高精度温度巡検器(精度≧±0.05℃、分解能0.01℃)、標準白金抵抗温度計(Pt 100、A級、許容差±(0.15℃+0.002|t|)、秒計(精度0.01 s)、温湿度計(精度±1℃、±5%RH)、機器に湿度機能が付いている場合は、高精度湿度発生器(精度±2%RH)を別途用意する必要があります。
補助工具:キャリブレーションブラケット(温度センサを固定し、測定点位置の正確さを確保するため)、絶縁手袋、ドライバ(設備試験穴を開けるため)、データ記録表(温度、時間、偏差などのフィールドを含む)、設備操作マニュアル。
器具検査:すべての標準器具はCNAS認証を受け、校正有効期間内に、校正前に30分間通電予熱し、性能の安定を確保する必要がある。
2.設備と環境準備
設備状態検査:一体機の外観に破損がなく、ドアシールが良好で変形がなく、放熱口に閉塞がないことを確認する、電源投入後に機械を起動して試運転し、冷凍システム、加熱システム及び循環ファンの運行が正常で、異常騒音或いは漏れがないことを検査する、試験箱内の雑物を空にし、箱壁の油汚れと粉塵をきれいにする。
環境制御要求:環境温度15℃~ 35℃、相対湿度30%~ 75%を校正し、強い気流直吹設備がない、環境電圧は220 V±10%(三相設備380 V±10%)に安定し、大電力設備との共線給電を避ける、設備の周囲に≧0.5 mの操作空間を確保し、放熱と操作の安全を確保する。
測点配置規範:設備容積に基づいて測点数を確定し(容積≦1 m³は9個の測点を設置し、1 ~ 10 m³は15個の測点を設置する)、「5点法」を採用して配置する――箱内の前、中、後の3次元分布、箱壁、ドア、底部から≧100 mm、標準センサーはステントによって固定し、箱壁と直接接触しないようにする。
二、重要パラメータ校正実技フロー
「温度精度→温度均一性→昇降温度速度→循環タイミング」の順に順次キャリブレーションし、各パラメータのキャリブレーション後に偏差を記録し、適時に修正する必要がある。
1.温度制御精度校正
設備の設定温度における実際の温度と設定値の偏差を校正し、設備の全温度範囲のキーノードをカバーする。
ステップ1:校正温度点の設定
設備の定格温度範囲(例えば-70℃~ 150℃)に基づいて、最低5つの校正点を選択する:下限値、上限値、中間値及び2つの常用試験温度(例えば-60℃、0℃、50℃、100℃、140℃)を含む。
ステップ2:恒温とデータ収集
デバイスを最初のキャリブレーションポイントに設定し、運転を開始する、温度が安定した後(変動幅≦±0.5℃が30分間持続する)、データの収集を開始し、10分ごとに標準温度計と設備ディスプレイの温度値を記録し、3組のデータを連続的に収集する。
ステップ3:偏差計算と修正
各測定点の平均温度値を計算し、設備設定値との差は温度偏差である、偏差が設備許容差(通常±1℃)を超えた場合、設備制御システムの「温度補正」機能により調整する——50℃設定時の実際の平均温度が51.2℃であれば、補正値は-1.2℃とし、補正後に偏差が合格するまでテストを繰り返す。
2.温度均一性校正
試験箱内の異なる測定点の温度一致性を校正することは、設備試験の有効性を評価する重要な指標である。
ステップ1:恒温安定
設備の常用温度点(例えば25℃、85℃、-40℃)を選択し、設備を設定して運行し、温度が安定した後に60分間保持し、箱内の温度場が均一であることを確保する。
ステップ2:多点同期収集
温度巡回検査器を通じて同時にすべての測定点の温度データを収集し、5分ごとに収集し、連続して6回収集し、各測定点の毎回の温度値を記録する。
ステップ3:均一性計算と調整
毎回収集したすべての測定点温度の最大値と最小値の差分値を計算し、6回の差分値の平均値を温度均一性とし、均一性が非常に悪い(通常≦2℃)場合、循環ファンの回転数が正常かどうかを検査し、回転数が不足している場合はファンパラメータを調整する必要がある、局所温度偏差が大きすぎる場合は、タンク内のガイドプレートの位置を調整し、修正後に再較正することができる。
3.昇降温度速度校正
校正装置がある温度点から別の温度点に上昇または下降する速度偏差は、試験周期と効果に直接影響する。
ステップ1:レート試験区間の設定
典型的な昇降温度区間、例えば低温区間(-60℃→25℃)、高温区間(25℃→100℃)を選択し、2つの端点温度値(T 1、T 2)を記録する。
ステップ2:レートテストとタイミング
設備昇降温度プログラムを起動し、温度がT 1に達したらストップウォッチを押して計時し、温度がT 2に達して安定している(波動≦±1℃)時に計時を停止し、時間t(分)を記録する、同時に温度巡検器を通じて全過程の温度変化曲線を記録し、異常変動がないことを検証した。
ステップ3:レート計算と修正
実際の昇降温度速度を計算する:速度v=|T 2-T 1//t;設備の公称速度(例えば5℃/min)との偏差が±10%を超える場合、冷凍システムの冷媒が十分かどうか、加熱管の電力が正常かどうかを検査し、冷媒が不足している場合は補充し、加熱管の老化は交換し、調整後に再テストする必要がある。
4.循環タイミング較正
設備の高低温サイクルモードに対して、各段階の温度保持時間、変換時間の正確性を校正する。
ステップ1:ループプログラムの設定
「−40℃で30 min保持→85℃に昇温(レート5℃/min)→85℃で30 min保持→−40℃に降温(レート5℃/min)」などの典型的な循環プログラムを作成し、プログラムを保存し、起動する。
ステップ2:タイミングデータ収集
ストップウォッチを用いて各段階の重要な時間点を記録する:温度が-40℃まで下がる時刻、温度上昇を開始する時刻、85℃まで昇温する時刻、温度下降を開始する時刻、各段階の実際の保持時間と転換時間を計算する。
ステップ3:タイミング修正
実際の時間と設定時間の偏差が±5%を超える場合(設定が30 minを保持して実際に32 minである場合)、設備プログラム編集機能を通じてタイミングパラメータを調整し、昇温、降温段階のレート設定が実際と一致するかどうかを重点的に確認し、修正後、タイミングが正確になるまで循環テストを繰り返す。
三、校正後の検証と記録
1.総合検証テスト
3つの典型的なキャリブレーションポイント(低、中、高の各1つ)を選択し、完全な「温度精度+均一性」合同テストを実行し、修正後のパラメータの安定した信頼性を確保する、循環機能付き設備に対して、完全循環プログラムを1回実行し、温度とタイミングの協同精度を検証する。
2.校正ファイルの作成
「一機一級」校正ファイルを作成し、以下の核心情報を記録する:
設備情報:型番、シリアル番号、出荷日、使用単位、設置場所、
キャリブレーション情報:キャリブレーション日付、キャリブレーション人員、キャリブレーション環境温湿度、標準器具型番及びキャリブレーション証明書番号、
校正データ:各温度点の偏差値、均一性データ、昇降温度レート試験記録、タイミング試験データ、
修正記録:修正パラメータ、調整部位、前後比較データ、
検証結果:総合検証結論、合否、次回校正日。
四、重要な注意事項
安全防護:高低温極値を校正する時、絶縁手袋、ゴーグルを着用し、箱のドアや内部部品に直接接触して凍傷/火傷を起こさないようにしなければならない、設備の運転中は箱のドアを開けることを禁止し、操作が必要な場合はまず運転を一時停止し、温度が室温付近に戻るまで待つ必要がある。
キャリブレーションサイクル:一般的な使用シーンでは、年に1回キャリブレーションされます。高周波使用(毎日8時間以上運転)または厳しい環境(例えば高粉塵、高腐食)下で、6ヶ月ごとに校正する。設備修理(冷凍システム、加熱システム)後、直ちに再校正する必要がある。
異常処理:校正中に温度の急激な上昇、冷凍システムの停止などの異常が発生した場合、直ちに校正を停止し、設備の電源を切り、故障(過負荷保護スイッチ、冷媒漏れを検査するなど)を検査し、故障排除後に校正を再開する必要がある。
ソフトウェア校正のタブー:設備制御システムのコアパラメータ(例えばPID調整係数、ファン回転数上限)を勝手に修正することを禁止し、調整が必要な場合は設備メーカー技術者に連絡して指導し、パラメータの乱れによる設備損傷を避ける。
このガイドはメインストリーム向けです高低温冷熱循環一体機型番、具体的な校正には設備操作マニュアルと合わせて手順を細分化する必要がある。第三者の権威ある校正を展開する必要がある場合は、CNASの資質を備えた計量機構に委託し、校正結果が国家温度計量基準に遡及できることを確保しなければならない。