HB 6783、GB/T 5170在溫濕度試驗箱性能指標驗收中的應用

李寶晗

（中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所，洛陽 471009）

HB 6783、GB/T 5170在溫濕度試驗箱性能指標驗收中的應用

李寶晗

（中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所，洛陽 471009）

本文簡要介紹了環境與可靠性試驗領域試驗設備系列檢定標準HB 6783、GB/T 5170。以本單位某型溫濕度試驗箱驗收為例，詳細介紹了HB 6783、GB/T 5170系列溫濕度試驗設備檢定/檢驗標準在溫濕度試驗箱性能指標驗收中的應用，通過對比應用總結，指出綜合比較不同檢定標準中溫濕度性能指標的檢定項目、方法，結合本單位產品試驗需求應用，是制定溫濕度試驗箱性能指標驗收方法的最佳途徑。

溫濕度試驗箱；HB 6783；GB/T 5170

引言

溫濕度試驗箱是環境試驗中常用的設備，作為設備使用方，總是希望能充分發揮設備能力，一箱多用，滿足多種試驗的需求。考慮到溫濕度試驗箱本身同時具備溫度和濕度控制兩方面功能，可分別作為溫度試驗箱和濕熱試驗箱使用，為了保證溫濕度試驗箱滿足多種溫濕度試驗需求，有必要提前明確試驗箱性能指標檢驗項目要求及驗收試驗方法。

HB 6783、GB/T 5170系列檢定標準是為滿足一定環境試驗標準要求，適用于環境設備的首次/驗收檢定及試驗箱的周期檢定，是試驗設備性能指標驗收、檢定的重要依據。為充分發揮設備能力，使設備效益最大化，綜合比較不同檢定標準中溫濕度性能指標的檢定項目、方法，結合本單位產品試驗需求應用，是制定溫濕度試驗箱性能指標驗收方法的最佳途徑。

1 HB 6783、GB/T 5170標準簡介

HB 6783系列《軍用機載設備氣候環境試驗箱（室）檢定方法》標準規定的檢定方法適用于按GJB150進行試驗時所用的氣候環境試驗箱（室）的檢定。對于軍用機載設備按其他標準進行試驗時所用的氣候環境試驗箱（室）的檢定亦可參照使用。

GB/T 5170系列《電工電子產品環境試驗設備檢驗方法》適用于按GB/T 2423系列電工電子產品進行環境試驗所用試驗設備的首次檢定/驗收檢驗和周期檢驗，也適用于類似試驗設備的檢驗。

兩者一軍一民，一個適用軍用機載設備氣候試驗設備，一個適用一般電工電子產品環境試驗設備。HB 6783制定年代較早，2009年GJB 150已發布了新的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系列標準的更新發布進行了修訂、更新，發布了新的版本。

HB 6783、GB/T 5170中溫度試驗箱、濕熱試驗箱的標準及其適用的環境試驗方法標準見表1。

各標準包含檢定/檢驗項目內容見表2，相對而言，HB 6783針對性強，GB/T 5170檢驗項目更加全面。

2 某型溫濕度試驗箱性能指標驗收過程中HB6783和GB5170的應用

2.1 某型溫濕度試驗箱功能、性能指標要求

該試驗箱用于產品高低溫、溫度沖擊及濕熱試驗，應滿足GJB 150.3、GJB 150.4、GJB 150.5、GJB 150.9相關試驗標準的要求，技術協議中主要性能指標的驗收要求見表3。

表1 HB 6783、GB/T 5170溫度試驗箱、濕熱試驗箱標準

上表檢驗項目涵蓋了GJB 150相關試驗標準對設備的要求。參考GB/T 5170，還有溫度指示誤差、相對濕度均勻度、相對濕度波動度、相對濕度指示誤差、溫度過沖量、溫度過沖恢復時間、相對濕度過沖量、相對濕度過沖恢復時間、噪聲未要求，考慮今后使用功能的擴展，經與計量單位協商增加了除噪聲以外以上指標的檢測，計量單位給出檢測結果，不做驗收考核使用。

2.2 某型溫濕度試驗箱驗收過程HB 6783和GB5 170的應用

考慮設備主要用途，依據HB 6783.3和HB 6783.7,參考GB/T 5170.2和GB/T 5170.5確定驗收方法。

2.2.1 溫度偏差、相對濕度偏差、溫度梯度、溫度均勻度、相對濕度均勻度、溫度波動度、相對濕度波動度、升降溫特性、溫度變化速率、溫度指示誤差、相對濕度指示誤差、風速的檢驗方法

2.2.1.1 測量點數量和位置

對比2個溫濕度試驗箱標準，在2.2.1對應項目上HB6783.7和GB/T 5170.5測量點數量和位置要求基本一致，GB/T 5170.5明確規定了設備容積小于0.05 m3或大于50 m3時，可適當減少或增加測量點；并指出如果設備帶有樣品架或樣品車時，下層測量點可布放在樣品架或樣品車上方10 mm處。

考慮該試驗箱容積為2 m3，試驗箱內部長寬高尺寸

為1.3 m×1.3 m×1.2 m，主要進行常規溫度試驗，溫度測量點布放位置按標準要求分為上、中、下三層，溫度測量點為9個；另加3個濕度測量點，在S、R、T位置各一個。如圖1所示，與試驗箱內壁距離為試驗箱內壁的距離為各自邊長的1/10。

表2 標準檢定/檢驗項目對照表

表3 主要性能指標

圖1 溫濕度測量點布置圖

2.2.1.2 標稱值的選擇

考慮試驗箱分別用于高溫、低溫、溫度沖擊和濕度試驗，作溫度試驗箱和濕熱試驗箱分別使用，對溫度和濕度標稱值分別進行了選擇。

1）溫度標稱值的選擇

HB 6783.3-93中驗收溫度標稱值通常選擇GJB 150有關標準規定的溫度或具有代表性的其他溫度值；GB/T 5170.2-2008《電工電子產品環境試驗設備基本參數驗收方法溫度試驗設備》中更是從低溫到高溫列出十幾個點以供選擇。

考慮到要對試驗箱溫度范圍進行考核并結合工作中實際使用需要，最后確定了以下選擇原則：

選擇試驗箱溫度范圍極限點、試驗常用溫度點、壓縮機啟動點（對一些高溫狀態壓縮機不啟動的試驗箱），最后可根據實際情況為使溫度標稱值取值均勻在上述已取溫度點間抽取1～2個點。

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

2）驗收相對濕度標稱值的選擇

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收濕度標稱值測量其恒定濕熱狀態下的相對濕度誤差。GB/T 5170.5-2008中既有對恒定濕熱相對濕度標稱值的要求，也有交變濕熱狀態下對相對濕度標稱值的要求。

圖2 交變濕熱控制曲線圖

考慮到要對試驗箱相對濕度范圍進行考核并結合工作中實際使用需要，最后確定了以下選擇原則：

選擇試驗箱相對濕度范圍極限點單獨考核；考慮實際工作中經常使用到的GJB 150.9-86按HB 6783.7-93規定的濕熱控制程序，做一個周期的測試，利用濕熱控制程序中的保溫保濕階段作為驗收濕度標稱值用來測量其相對濕度誤差，同時考核試驗箱同時控制溫度和濕度的能力；最后可根據實際情況為使相對濕度標稱值取值均勻在上述已取點間抽取1～2個點。

因此，最后確定恒定濕熱狀態相對濕度標稱值為：+10 ℃，10 %RH 、+85 ℃，95 %RH ；交變濕熱控制程序圖按HB 6783.7-93規定，交變濕熱控制曲線圖見圖2。

2.2.1.3 驗收步驟和數據處理方法

溫度標稱值確定之后，進一步明確驗收步驟和數據處理方法。因本單位產品環境試驗主要應用GJB150系列標準，綜合考慮后，溫度偏差、相對濕度偏差、升降溫特性、風速驗收選擇HB 6783.7-93中規定的驗收步驟和數據處理方法，

溫度波動度、溫度均勻度、相對濕度均勻度、相對濕度波動度、溫度指示誤差、相對濕度指示誤差參考GB/T 5170.2-2008中檢驗步驟，作出全面測試。

這些指標中，溫度變化速率在驗收中有著比與其他指標更加嚴格的要求，除了要確定試驗箱負載，還應對溫度范圍進行選擇。

1）試驗箱升降溫速率驗收時負載的選擇

明確試驗箱的負載條件是非常重要的，與試驗箱的溫度變化速率指標密切相關。

HB 6783中規定驗收在空載條件下進行，而在GB/T 5170規定驗收設備一般應在負載條件下進行。

該次驗收技術協議中對負載已有明確規定：150 kg鋁錠和500 W電爐，這是依據本單位產品特點制定的，按GB/T 5170的規定并綜合考慮試驗箱實際使用要求，使負載規定更加符合試驗箱的使用狀態，能夠最大限度的模擬試驗箱的真實使用狀態，保證試驗箱今后使用過程中能夠滿足不同類型產品的驗收要求。

2）試驗箱升降溫速率驗收時溫度范圍的選擇

溫度變化速率是在一定溫度范圍內測得的，溫度范圍選擇的不同將導致得到的溫度變化速率不一致，最終得到的對試驗箱制冷和加熱能力考核結果也不同。

對溫度變化速率驗收中溫度范圍的選擇HB 6783及GB/T 5170都無明確要求。

事實上，在技術協議溫度變化速率的要求中，已對溫度范圍作出了分段，降溫速率：機械制冷常溫～-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。這樣要求是科學而且實用的，不僅使得升降溫速率在整個使用溫度范圍內變化平穩，避免了試驗箱經常出現的由高溫向低溫降溫時，前段降溫速率很快而后段過慢而平均降溫速率又能達到要求的情況出現，而且溫度范圍的設置考慮了今后工作中的實際需要。

3）試驗箱升降溫速率驗收時升降溫速率計算方法的選擇

升降溫速率計算方法的選擇是非常重要的。由于選擇標準的不同升降溫速率的計算方法也不完全相同，計算的結果將會有很大差別。

HB 6783中規定的是在溫度變化速率是試驗箱在規定的溫度范圍內，工作空間溫度連續上升或下降，總的溫度變化量與過程時間的比值。GB/T 5170中規定的是溫度變化速率是試驗箱在規定的時間間隔和規定的溫度范圍內，工作空間指示點溫度連續上升或連續下降時每5 min的變化量。

當試驗箱溫度范圍確定之后，考慮實際需求按GJB 150進行試驗，因此最終選擇按HB 6783中的規定進行。

2.2.2 其他指標的驗收

2.2.2.1 試驗箱（室）內壁與工作空間的溫差的驗收

該指標僅在HB 6783.3中有規定，因此該指標依據該標準進行驗收，測試點的布置，還需在試驗箱各內壁中心點布放。

2.2.2.2 溫度過沖量及恢復時間、相對濕度過沖量及恢復時間的驗收

該指標在GB/T 5170中有規定，注意測量點的位置在設備工作空間的幾何中心。

3 某型溫度濕度振動溫濕度試驗箱驗收建議

通過對某型溫度濕度振動溫濕度試驗箱驗收，對相關標準有了更深一步的了解，以下就溫濕度試驗箱驗收提出一點意見和建議。

3.1 試驗箱工作條件

建議在技術協議中規定試驗箱工作氣候條件，本單位所處的地理位置年最低氣溫零下十幾度、最高氣溫達到過四十度，在某型溫濕度試驗箱降溫速率驗收過程中，由于降溫速率屢次試驗均達不到要求，廠家代表曾對試驗箱機組工作室溫度提出質疑。

環境條件對試驗箱的使用效果有著一定的影響，為避免爭議，根據使用環境，選擇并規定試驗箱工作氣候條件是很必要的。

3.2 試驗箱用冷卻水條件

該試驗箱為水冷箱，采用閉式冷卻塔為試驗箱提供冷卻水，冷卻循環水的溫度和流量直接影響壓縮機組的運行，實際應用中，尤其在夏季冷卻水溫度往往都在28 ℃以上，特別是梅雨季節，熱量散不出去，使得冷卻水溫度更高，因此為保證實際應用，應根據使用場所條件，對試驗箱冷卻水條件提前做出規定。

3.3 溫度梯度和溫度均勻度

在某型溫度濕度振動溫濕度試驗箱的技術指標中規定了溫度梯度的要求而無溫度均勻度的要求。實際上，如果將溫度梯度不大于1℃/m這一指標改為溫度均勻度不大于1℃會更加合理。

在HB 6783、GB/T 5170中， HB 6783提到的是溫度梯度其定義為試驗箱在穩定狀態下，工作空間在任意方向上單位距離內的溫度差值，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)其定義為試驗箱在穩定狀態下，工作空間在某一瞬間各測試點溫度之間的差值。用℃表示。計算方法：試驗箱在穩定狀態下，工作空間各測試點在30 min內（每2 min測試一次）每次測試實測最高溫度（Tjmax）與最低溫度（Tjmin）之差的算術平均值，計算公式如下：

通過兩個指標的定義和計算方法比較可以看出GB/T 5170中要求的溫度均勻度指標可以包含HB 6783中溫度梯度的要求；其次，由于溫度梯度的計算過程中除了各溫度測量點溫度的測量還需要進行溫度測量點距離的測量，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、讀數誤差和計算誤差，因此個人認為將溫度梯度改為溫度均勻度是合理而且易行的。

4 結束語

通過對某型溫濕度試驗箱驗收過程中對HB 6783及GB/T 5170標準中試驗箱溫度、濕度性能的對比與應用總結，得出結論：綜合比較不同檢定標準中溫濕度性能指標的檢定方法并應用，是合理制定適合于本單位產品試驗的溫濕度試驗箱性能指標驗收方法的最佳途徑。

[1] HB 6783.3-93, 軍用機載設備氣候環境試驗箱（室）檢定方法 溫度試驗箱（室）[S].

[2] HB 6783.7-93 ,軍用機載設備氣候環境試驗箱（室）檢定方法 濕熱試驗箱（室）[S].

[3] GB/T 5170.2-2008,電工電子產品環境試驗設備檢驗方法 溫度試驗設備[S].

[4] GB/T 5170.5-2008,電工電子產品環境試驗設備檢驗方法 濕熱試驗設備[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，高級工程師，主要研究方向環境與可靠性試驗。