高低温湿热试验箱是产品可靠性试验的核心设备，其性能优劣直接关系到测试结果的准确性与权威性。其中，温度均匀度和温度波动度是衡量设备性能的两个最关键的技术指标。如何科学、精准地对其进行验证，是确保试验有效性的基石。本文将系统阐述一套精准、合规的验证方法。

 

一、 理解核心指标：定义与标准

在进行验证前，必须清晰理解目标指标的定义及其所遵循的标准。

温度波动度

定义：在设备稳定运行状态下，在规定的某一时间间隔内，工作空间内任意一点温度随时间的变化量。即某一点温度在时间轴上的稳定程度。

计算：通常表示为 ±ΔTf，例如 ±0.5℃。其值为（该点最高温度 - 该点最低温度）/ 2。

标准依据：普遍遵循国标 GB/T 5170.1-2016《电工电子产品环境试验设备检验方法》系列标准。

温度均匀度

定义：在设备稳定运行状态下，在某一瞬时，工作空间内任意两点的温度平均值之间的最大差值。即空间各点在某一时刻的温度一致性。

计算：通常表示为 ΔTu，例如 2.0℃。其值为（各测点最高温度的平均值 - 各测点最低温度的平均值）。

注意：新版标准（如GB/T 5170）中已用“温度偏差”和“温度梯度”等更精确的概念进行评价，但“均匀度”仍是业内广泛理解和使用的术语。

 

二、 验证前的准备工作

“工欲善其事，必先利其器”。精准的验证始于周密的准备。

测量系统：高精度传感器与数据采集器

传感器：必须使用高于设备精度一个数量级的铂电阻（Pt100）温度传感器，其自身精度通常需达到 ±0.1℃ 或更高，并具有有效的计量检定/校准证书。

数据采集器：采集器的通道数应多于布点数量，其测量精度和分辨率必须与传感器匹配，并能实现多通道同步实时采集，这是计算“某一瞬时”均匀度的关键。采样间隔建议设置为 10~30秒。

布点规划：科学的空间覆盖

根据标准（如GB/T 10586-2006、IEC 60068-3-5等），通常采用9点或15点布点法。以最常见的9点法为例：

中心点（O）：几何中心，必测点。

8个角点（A-H）：位于核心工作空间的8个顶角。

工作空间界定：去除距箱壁各边1/10长度的空间，剩下的为核心工作空间（Volume under test）。

布点位置：

传感器固定：使用低导热性的支架（如玻璃纤维、尼龙）固定传感器，确保感温头直接暴露于循环空气中，不与箱壁或样品架接触，避免辐射热影响。所有传感器的布线应尽可能一致，减少引入误差。

测试条件选择

验证通常在设备空载（无试样）状态下进行，这是最严苛的考核工况。

应选择设备常用的高温点（如+85℃）、低温点（如-40℃） 和常温点（如+20℃） 进行测试。若设备带湿度功能，也需在高温高湿（如+85℃, 85%RH）点测试。

根据标准，也可选择用户特定的负载条件进行验证，但需在报告中明确说明。

 

三、 验证执行流程

安装布点：严格按照规划好的位置安装并固定好所有传感器，关闭箱门。

设置程序：在试验箱控制器上设置目标温度值。

运行与稳定：启动设备运行。当控制屏显示温度达到目标值后，设备仍需长时间运行以达到热平衡。稳定时间至少为设备恢复正常所需时间的2倍，或至少持续1~2小时。标准通常要求温度每30分钟变化不超过0.5℃时，即认为已稳定。

数据采集：在温度稳定后，开始记录数据。数据记录时长应不少于30分钟，以确保能捕捉到完整的波动周期。

 

四、 数据处理与结果分析

采集完成后，对数据进行严谨分析。

温度波动度计算：

提取每个测点在整个记录时段内的所有数据。

找出每个测点的最高温度（T_i_max）和最低温度（T_i_min）。

计算每个测点的波动度：±(T_i_max - T_i_min)/2。

所有测点中最大的那个波动度值，即为该试验箱在该温度下的温度波动度。

温度均匀度计算：

在数据记录时段内，每隔一个采样时刻（如每30秒），计算该瞬时所有9个测点的温度平均值。

找出该瞬时所有测点中的最高温度（T_instant_max）和最低温度（T_instant_min）。

计算该瞬时的均匀度：(T_instant_max - T_instant_min)。

遍历所有采样时刻，找到最大的那个瞬时温差，即为该试验箱在该温度下的温度均匀度。

判定：将计算出的波动度和均匀度数值与设备出厂规格书承诺的指标（如均匀度≤2.0℃，波动度≤±0.5℃）进行比较，判断是否合格。

报告：一份完整的验证报告应包含：

设备信息（名称、型号、编号）

测量系统信息（传感器、采集器型号及校准证书号）

测试标准、布点示意图

测试条件（温度、湿度、负载情况）

原始数据表、温度随时间变化曲线图

计算结果（波动度、均匀度）

结论（合格/不合格）

测试日期、人员、环境温湿度

 

五、 关键注意事项与建议

定期验证：建议每半年或一年进行一次全面验证，或在完成重要试验项目前进行点检。

第三方认证：对于ISO/IEC 17025认证实验室或需出具权威报告的场景，建议委托具有CNAS资质的第三方计量机构进行验证，其报告更具公信力。

设备维护：验证结果不合格通常意味着设备存在隐患，如：制冷剂不足、加热器老化、循环风机转速下降、密封条老化、风道堵塞等，应及时进行维护。

环境因素：确保设备周围有足够的散热空间，环境温度不宜过高或过低，避免阳光直射和强气流干扰。

 

结论

精准验证高低温湿热试验箱的温度均匀度和波动度，是一项系统而严谨的技术工作。它要求验证人员深刻理解标准定义、配备高精度测量工具、执行科学的布点方案，并进行规范的数据处理。唯有如此，才能确保环境试验数据的真实可靠，为产品的质量与可靠性保驾护航。这项工作是实验室质量管理的核心环节，不容丝毫马虎。

 

来源：Internet

关键词： 高低温湿热试验箱 温度均匀度 波动度