升降温速率是高低温试验箱的重要技术指标。如何测量升降温速率是很有讲究的。我们先看看国家标准对升降温速率是怎么定义的?《GB/T 10592-2008 高低温试验箱技术条件》规定,测试升降温速率时,开启冷源,使试验箱由室温降到最低规定温度,稳定2h,调至最高规定温度,检测试验箱温度从温度范围的10%升到90%的时间;使试验箱在最高规定温度下,稳定2h,再调至最低规定温度,检测试验箱温度从温度范围的90%降到10%的时间;在升温或降温过程每1min记录温度值1次。
我们需要注意两点:升降温速率只考核温度区间10%~90%之间的时间,温度记录间隔是1分钟。
下面以三个设备的降温数据为例,示范如何计算降温速率?
三个设备降温范围都是+85~-55℃,10%~90%之间的温度区间是71℃~-41℃。
设备1从71℃降至-41℃的时间是22min,则降温速率是(71+41)/22=5℃/min。
设备2的降温数据记录中并没有恰好等于71℃和-41℃的。计算速率时,分别取最接近的71℃和-41℃的数据计算,则降温速率是(73.1+41.9)/23=5℃/min。
设备3从85℃开始降温,第一分钟就降到了40.4℃,降至-55℃只用了11分钟,平均速率至少14℃/min。如果采用设备2的计算方法,降温时间最大误差可达到1分钟,计算出来的降温速率误差可达到2℃/min。准确的方法应该是用秒表记录从71℃降至-41℃的时间,假设是7分30秒,则降温速率是(71+41)/7.5=15℃/min
升温速率计算方法和降温速率的方法相同,不再赘叙。
从三个设备的降温数据可以看出,降温的趋势是先快后慢,测试的升降温速率是一个平均降温速率。对于一些高精度的试验箱,考核的是线性温变速率。国家标准并没有对线性降温速率作出定义。顾名思义,线性温变速率要求在每一个温度点的温度变化速率都是一样的,而且,不再排除10%~90%之外的温区。比如,设备4的温度范围是+85~-55℃,升降温速率是线性5℃,则从85℃开始一直到-55℃,每个温度点上的降温速率都是5℃/min。
下图是设备1的5℃/min常规降温和和设备4的5℃/min线性降温曲线
参考标准
《GB/T 2424.5-2006 电工电子产品环境试 验温度试验箱性能确认》