高低溫冷熱沖擊試驗(yàn)箱(簡稱溫度箱)和濕熱試驗(yàn)箱(簡稱濕度試驗(yàn)箱)是氣候環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備中兩種重要的氣候模擬試驗(yàn)箱。這些溫度、濕度和氣候模擬設(shè)備廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械、化工、建筑等行業(yè)，為研究各種設(shè)備、材料和零部件的環(huán)境適應(yīng)性提供了可靠的人工環(huán)境。這些設(shè)備提供的人工環(huán)境的可靠性無疑對(duì)整個(gè)測試結(jié)果起著至關(guān)重要的作用。有很多因素需要控制。本文只討論高低溫冷熱沖擊試驗(yàn)箱的溫度超調(diào)。

　　使用高低溫冷熱沖擊試驗(yàn)箱時(shí)，針對(duì)溫度超調(diào)的問題，建議可以在標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定“溫度超調(diào)”，與相應(yīng)的2℃溫度偏差要求一致，或者要求試驗(yàn)箱的超調(diào)量與測試點(diǎn)的溫度值成正比，例如0~100℃時(shí)的超調(diào)量不應(yīng)超過2℃，100℃以上的超調(diào)量不應(yīng)超過測試點(diǎn)的2%，-80根據(jù)目前控制儀表的調(diào)節(jié)和控制精度，這個(gè)要求相對(duì)容易達(dá)到。此外，對(duì)于那些配備有冷熱對(duì)抗功能的設(shè)備，如壓縮機(jī)和冷卻水，這樣做不成問題。同時(shí)，對(duì)于“溫度超調(diào)”的溫度箱，標(biāo)準(zhǔn)中可以給出“溫度超調(diào)恢復(fù)時(shí)間”的幾種時(shí)間建議，如:3、5、8、10、15分鐘，供用戶選擇。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)企業(yè)中仍在使用的控溫能力較差的高低溫冷熱沖擊試驗(yàn)箱，給出如下建議:

 

　　（1）機(jī)柜的加熱和冷卻方式可分為單加熱、單冷卻和冷熱對(duì)抗三種形式。對(duì)于冷熱對(duì)抗的機(jī)柜，加熱過程和冷卻過程都可以很好地控制。在儀器控制精度足夠的前提下，產(chǎn)生的溫度超調(diào)量相對(duì)較小，但在單次加熱和單次冷卻過程中，超調(diào)量影響較大。由于制冷機(jī)組不能實(shí)現(xiàn)大范圍調(diào)節(jié)，只能通過機(jī)組的開關(guān)機(jī)來控制，所以溫度超調(diào)的問題只能通過儀表的控制精度和機(jī)組的開關(guān)機(jī)頻率來控制。一般單個(gè)加熱箱配有兩套或三套加熱器，由廠家提供，用于合理分配加熱功率。很多用戶習(xí)慣在啟動(dòng)試驗(yàn)箱的過程中直接開啟所有加熱器，使溫度始終在設(shè)定指標(biāo)上限附近。如果箱體控制系統(tǒng)精度低，在加熱器的加熱保溫循環(huán)過程中會(huì)出現(xiàn)間歇超調(diào)，使箱體溫度不穩(wěn)定在設(shè)定值。在這兩種情況下，溫度超調(diào)基本上是由于用戶對(duì)設(shè)備的無知造成的。解決辦法是仔細(xì)閱讀產(chǎn)品手冊(cè)，其中一般會(huì)給出在測試溫度下需要開啟的加熱器數(shù)量。如果加熱時(shí)間過長，可以先將所有加熱器打開，多余的加熱器在距離目標(biāo)測試點(diǎn)10℃左右時(shí)可以關(guān)閉，這樣就可以基本保證箱體處于正常狀態(tài)。此外，單個(gè)加熱設(shè)備配有調(diào)節(jié)箱體內(nèi)部溫度的風(fēng)門。阻尼器的正確使用也可以避免溫度超調(diào)和溫度波動(dòng)過大的問題。

 

　　（2）溫度超調(diào)的原因是儀器的精度。過去很多測試設(shè)備廠家使用的儀器精度普遍較低，反應(yīng)速度相對(duì)較慢。有時(shí)盒子里的溫度已經(jīng)很高了，但儀器沒有反應(yīng)。此外，許多純高溫設(shè)備沒有配備壓縮機(jī)和冷卻水等冷卻設(shè)備，所以只有在溫度超調(diào)后才能自然冷卻，更容易造成溫度超調(diào)。比如國內(nèi)一些試驗(yàn)箱使用的是精度為0.5~1℃的控制儀。以015℃的控制儀表為例，儀表本身的精度為0.5℃。此外，由于傳感器的反應(yīng)速度對(duì)溫度的影響，實(shí)際試驗(yàn)箱的控制精度接近1℃。除此之外，還有加熱管的余熱對(duì)斷熱后溫度的影響。溫度箱的儀表精度一般應(yīng)控制在0.2℃以下。目前新生產(chǎn)的試驗(yàn)箱大多采用PID(比例、微分、積分)控制，溫度超調(diào)問題已經(jīng)得到很好的控制，但PID控制的設(shè)定更為重要。這個(gè)問題一般由設(shè)備廠商來完成。在新設(shè)備到達(dá)現(xiàn)場后的驗(yàn)證過程中，檢查員和設(shè)備制造商同時(shí)在場，協(xié)商和調(diào)整PID控制的設(shè)置。

 

　　（3）溫度超調(diào)是由傳感器的位置和攪拌風(fēng)的方向造成的。實(shí)驗(yàn)證明，將傳感器布置在出風(fēng)口是一種較好的方法。這是由控制原理決定的，因?yàn)閭鞲衅魑挥诔鲲L(fēng)口處，在溫度上升和下降的過程中，出風(fēng)口的溫度高于箱體內(nèi)其他位置的溫度。當(dāng)傳感器的感應(yīng)溫度沒有達(dá)到設(shè)定值時(shí)，測試箱的加熱器(或制冷機(jī)組)將全功率工作，達(dá)到溫度后，加熱器(或制冷機(jī)組)將全功率停止工作，轉(zhuǎn)為間歇工作，并在攪拌風(fēng)的作用下逐漸使測試箱內(nèi)各點(diǎn)的溫度變平。此時(shí)，如果傳感器的響應(yīng)速度較慢，會(huì)導(dǎo)致加熱器在達(dá)到溫度后繼續(xù)工作一段時(shí)間，從而造成另一種溫度超調(diào)的情況，這也是檢測中常見的情況，因此需要在出廠前對(duì)儀器和傳感器進(jìn)行校正。

 

　　高低溫冷熱沖擊試驗(yàn)箱的溫度超調(diào)主要就是以上幾點(diǎn)。如有疑問，歡迎來電。