AMS2750E《高溫測量》系統(tǒng)精度測試修正值使用方法討論

蘇劍，柴俊彬，劉戎

(西安航空動力股份有限公司，陜西西安710021)

0 引言

爐溫均勻性測試(TUS)和系統(tǒng)精度測試(SAT)是保障加熱設(shè)備溫場性能的重要技術(shù)手段。我們可以通過溫度均勻性測試來保障加熱設(shè)備溫場均勻性滿足工藝要求，但是由于加熱設(shè)備溫度測量系統(tǒng)在周期均勻性測試之間可能會產(chǎn)生漂移，這種漂移會導(dǎo)致加熱設(shè)備溫場均勻性整體升高或降低，甚至超出工藝要求的允許誤差范圍。另外，AMS2750《高溫測量》、GJB509B《熱處理工藝質(zhì)量控制》等技術(shù)文件中對不同等級/類別的加熱設(shè)備的溫度測量系統(tǒng)有不同的精度要求。因此，我們必須對加熱設(shè)備的溫度測量系統(tǒng)定期進行系統(tǒng)精度測試，確保溫度測量系統(tǒng)的精度滿足相應(yīng)等級/類別加熱設(shè)備的要求;同時有利于及時監(jiān)控加熱設(shè)備溫度測量系統(tǒng)誤差的變化，保障加熱設(shè)備溫場均勻性。

1 系統(tǒng)精度測試概述

AMS2750E《高溫測量》中對系統(tǒng)精度測試的定義是:“被測試系統(tǒng)讀數(shù)和標準測試系統(tǒng)(已校準的測試儀表/引線/傳感器)讀數(shù)進行比較，以便確定已測量的溫度偏差是否均在要求范圍內(nèi)”。修正后的標準測試系統(tǒng)讀數(shù)比較容易確定，一般將測試儀表和測試傳感器的修正值應(yīng)用到測試儀表讀數(shù)就可以得到。然而，確定被測系統(tǒng)讀數(shù)相對復(fù)雜，需要考慮被測系統(tǒng)各組成部分(傳感器﹑補償導(dǎo)線﹑儀表)以及加熱設(shè)備溫度均勻性引入的修正值在實際生產(chǎn)中如何使用，因為這些修正值在不同使用情況下會對加熱設(shè)備測量系統(tǒng)的精度產(chǎn)生不同影響。

2 如何確定被測試系統(tǒng)讀數(shù)

在確定被測試系統(tǒng)讀數(shù)時，可能引入的修正值包括被測試系統(tǒng)中溫度儀表、傳感器的修正值，以及為了修正加熱設(shè)備偏離的溫度均勻性和系統(tǒng)精度偏差引入的修正值。以下我們來分類討論日常生產(chǎn)中如何根據(jù)修正值來確定被測試控制系統(tǒng)的讀數(shù)。

2.1 溫度儀表和傳感器修正值

2.1.1 日常工作不使用溫度儀表或傳感器校準證書上的修正值

日常工作中，如果不使用加熱設(shè)備測量系統(tǒng)中溫度儀表和傳感器的修正值，那么溫度儀表和傳感器的誤差對于加熱設(shè)備測量系統(tǒng)準確度的影響始終存在，必須確保系統(tǒng)精度測試結(jié)果能夠反應(yīng)出這種影響。

從系統(tǒng)精度偏差計算公式中可以看出，如果不對加熱設(shè)備溫度測量系統(tǒng)中溫度儀表和傳感器誤差進行修正，那么被測系統(tǒng)的讀數(shù)就已經(jīng)包括了溫度儀表和傳感器的誤差，最終測試結(jié)果也包括了這兩項誤差，能夠反應(yīng)出加熱設(shè)備測量系統(tǒng)中溫度儀表和傳感器誤差對系統(tǒng)精度的影響。因此當日常工作中不使用溫度儀表和傳感器校準證書上的修正值時，系統(tǒng)精度測試過程中確定被測試系統(tǒng)讀數(shù)時也不能對溫度儀表和傳感器誤差進行修正。

2.1.2 日常工作使用溫度儀表或傳感器校準證書上的修正值

1)手動方式引入

所謂手動方式就是直接將加熱設(shè)備測量系統(tǒng)中溫度儀表和/或傳感器修正值應(yīng)用到測量系統(tǒng)的顯示值上，以便確保實際溫度更接近想要的工作溫度。在這種情況下，加熱設(shè)備日常使用過程中已經(jīng)消除了控制系統(tǒng)中溫度儀表和傳感器誤差對控制系統(tǒng)的影響，因此進行系統(tǒng)精度測試時，針對被測試系統(tǒng)的顯示值也需要考慮溫度儀表和/或傳感器修正值，無論被測試系統(tǒng)的顯示值是多少，我們都需要對該顯示值進行修正，修正后的溫度才是被測試系統(tǒng)的讀數(shù)。

例如，假設(shè)溫度儀表和傳感器修正值分別為+1℃和+2℃，那么當被測控制系統(tǒng)在系統(tǒng)精度測試過程中顯示為1000℃時，應(yīng)該將溫度儀表和傳感器的修正值應(yīng)用到該顯示值上，最終確定的被測系統(tǒng)的讀數(shù)應(yīng)該是1003℃。此時被測系統(tǒng)讀數(shù)同標準測試系統(tǒng)讀數(shù)的差值就不包括被測試系統(tǒng)溫度儀表和傳感器的誤差，才能反應(yīng)出控制系統(tǒng)在日常使用狀態(tài)下的系統(tǒng)精度。

2)內(nèi)部電子調(diào)整

所謂內(nèi)部電子調(diào)整就是通過測量系統(tǒng)中溫度儀表的內(nèi)部調(diào)整功能消除溫度儀表和/或溫度傳感器誤差，同手動方式相比最大的優(yōu)點是不需要再對被測系統(tǒng)顯示值進行修正，因為在這種情況下加熱設(shè)備測量系統(tǒng)的顯示值無論是在日常使用過程中，還是在系統(tǒng)精度測試過程中，都是已經(jīng)消除了溫度儀表和/或溫度傳感器誤差的實際溫度。因此在系統(tǒng)精度測試過程中確定被測試系統(tǒng)讀數(shù)時，直接讀取被測試系統(tǒng)顯示值即可，系統(tǒng)精度測試結(jié)果能夠反應(yīng)出工作狀態(tài)下被測試系統(tǒng)的精度。

2.2 系統(tǒng)精度測試入的修正值

系統(tǒng)精度測試引入的修正值是指在以前進行系統(tǒng)精度測試過程中為了修正加熱設(shè)備測量系統(tǒng)偏差而引入的修正值。它和加熱設(shè)備測量系統(tǒng)中溫度儀表和傳感器引入的修正值具有相同的作用，實質(zhì)上是提升了加熱設(shè)備測量系統(tǒng)的精度。因此，當以前系統(tǒng)精度測試引入修正值時，被測試系統(tǒng)讀數(shù)的確定方法可以參照引入溫度儀表和傳感器修正值時的方法進行。

2.3 爐溫均勻性檢測引入的修正值

爐溫均勻性測試過程中引入的修正值僅僅是為了修正偏離的爐溫均勻性，并沒有對加熱設(shè)備測量系統(tǒng)的精度產(chǎn)生任何影響，因此在日常生產(chǎn)中無論是以手動方式還是以內(nèi)部電子調(diào)整方式引入爐溫均勻性修正值時，系統(tǒng)精度測試過程中我們都要避免其對確定加熱設(shè)備測量系統(tǒng)讀數(shù)造成影響。

2.3.1 手動方式引入

日常生產(chǎn)中如果采用手動方式引入爐溫均勻性修正值，那么在系統(tǒng)精度測試過程中無論我們引入或是不引入該修正值，都不會對確定加熱設(shè)備測量系統(tǒng)讀數(shù)造成影響。這是因為被測試系統(tǒng)傳感器和標準測試系統(tǒng)傳感器同位于加熱設(shè)備內(nèi)部，并且距離小于76mm，采用手動方式引入爐溫均勻性修正值對兩組測量系統(tǒng)的影響相同，因此在引入該修正值前后對測量系統(tǒng)的精度不會產(chǎn)生任何影響。所以在系統(tǒng)精度測試過程中確定被測系統(tǒng)讀數(shù)時，可以引入或者不引入該修正值。

2.3.2 內(nèi)部電子調(diào)整

當采用內(nèi)部電子調(diào)整方式引入TUS修正值時，雖然該修正值也是為了修正偏離的爐溫均勻性，但是該修正值對加熱設(shè)備測量系統(tǒng)的顯示值有影響，因此在確定被測試系統(tǒng)讀數(shù)過程中應(yīng)該平衡掉這種影響。例如一臺加熱設(shè)備控制系統(tǒng)內(nèi)部包括了+2℃的TUS修正值，系統(tǒng)精度測試過程中加熱設(shè)備測量系統(tǒng)顯示值為1000℃時，平衡掉+2℃的TUS修正值后，最終確定的加熱設(shè)備測量系統(tǒng)讀數(shù)應(yīng)該是998℃。也就是說系統(tǒng)精度測試過程中當確定加熱設(shè)備測量系統(tǒng)讀數(shù)時，如果用內(nèi)部電子調(diào)整方式引入了爐溫均勻性檢測修正值，那么應(yīng)該引入一個同爐溫均勻性檢測修正值正負號相反的值來平衡掉對加熱設(shè)備測量系統(tǒng)顯示值的影響。

3 結(jié)束語

對于一臺加熱設(shè)備的測量系統(tǒng)來說，一般情況下可能包括一種或多種不同類型的修正值，在進行系統(tǒng)精度測試過程中，我們應(yīng)該將這些修正值按照用途和使用方法進行分類，最終確定哪些修正值需要參與被測試系統(tǒng)讀數(shù)的計算，確保系統(tǒng)精度測試結(jié)果能夠反應(yīng)出加熱設(shè)備測量系統(tǒng)工作狀態(tài)下的精度。

［1］SAE.AMS2750E AEROSPACE MATERIAL SPECIFICATION［S］.2012.

［2］國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會，GJB509B熱處理工藝質(zhì)量控制［S］.北京:國防科工委軍標發(fā)行部.