AMS2750F系統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]。進行系統精度測試的目的是確保爐子所有控制區的控制系統和記錄系統的精度滿足生產要求。目前比較常用的測量系統精度的技術標準有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。主要包括對系統精度試驗和溫度均勻性測量等的技術要求，其中規范系統精度測試是生產質量優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 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系統精度測試

系統精度測試(SAT)是為了保證熱處理爐所有控制區域的控制系統和記錄系統的精度，也就是說，除超溫報警傳感器及其系統不用進行系統精度測試外，其余傳感器及其系統均需進行系統精度測試。系統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版航空航天材料規范技術標準，此版本已完成技術更改，解決了先前版本中發現的問題，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

如果沒有專門規定，爐子等級應滿足所處理材料管理規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一。AMS2750F中規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(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為各標準對系統精度測試最大允差的規定。

表4 系統精度測試最大允差規定

從表4中可以看出：三者對零件爐與原材料爐系統精度測試最大允差的規定相差不大，但AMS2750F相較于前兩個版本在技術規定上更加嚴謹、規范、和先進。AMS2750F與AMS2750E相較于AMS2750D增加了對制冷和淬火設備系統精度測試最大SAT允差的規范[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，這也是三者相統一的地方。系統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、正常系統精度測試間隔、正常SAT間隔。

表5 各技術標準的系統精度測試周期

3.4 測試傳感器要求

系統精度測試對測量傳感器同樣具有嚴格要求，本節主要匯總了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新標準系統精度測試中爐子等級劃分、儀表類型要求、系統精度允差、測試周期、測試傳感器及儀器分辨率的解讀，可以發現，新版本AMS2750F標準相比歷史D、E版本在內容上發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 Nadcap 認證的重要依據，可實現對發動機綜合參數測試儀進行整體多參數現場校準，解決企業測試儀器儀表溯源的難題，節約成本，降低風險，同時也為企業研發、生產提供了依據和技術支持。