AMS2750E《高溫測(cè)量》系統(tǒng)精度測(cè)試修正值使用方法討論

蘇劍，柴俊彬，劉戎

(西安航空動(dòng)力股份有限公司，陜西西安710021)

0 引言

爐溫均勻性測(cè)試(TUS)和系統(tǒng)精度測(cè)試(SAT)是保障加熱設(shè)備溫場(chǎng)性能的重要技術(shù)手段。我們可以通過(guò)溫度均勻性測(cè)試來(lái)保障加熱設(shè)備溫場(chǎng)均勻性滿足工藝要求，但是由于加熱設(shè)備溫度測(cè)量系統(tǒng)在周期均勻性測(cè)試之間可能會(huì)產(chǎn)生漂移，這種漂移會(huì)導(dǎo)致加熱設(shè)備溫場(chǎng)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(cè)量》、GJB509B《熱處理工藝質(zhì)量控制》等技術(shù)文件中對(duì)不同等級(jí)/類別的加熱設(shè)備的溫度測(cè)量系統(tǒng)有不同的精度要求。因此，我們必須對(duì)加熱設(shè)備的溫度測(cè)量系統(tǒng)定期進(jìn)行系統(tǒng)精度測(cè)試，確保溫度測(cè)量系統(tǒng)的精度滿足相應(yīng)等級(jí)/類別加熱設(shè)備的要求;同時(shí)有利于及時(shí)監(jiān)控加熱設(shè)備溫度測(cè)量系統(tǒng)誤差的變化，保障加熱設(shè)備溫場(chǎng)均勻性。

1 系統(tǒng)精度測(cè)試概述

AMS2750E《高溫測(cè)量》中對(duì)系統(tǒng)精度測(cè)試的定義是:“被測(cè)試系統(tǒng)讀數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)(已校準(zhǔn)的測(cè)試儀表/引線/傳感器)讀數(shù)進(jìn)行比較，以便確定已測(cè)量的溫度偏差是否均在要求范圍內(nèi)”。修正后的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)讀數(shù)比較容易確定，一般將測(cè)試儀表和測(cè)試傳感器的修正值應(yīng)用到測(cè)試儀表讀數(shù)就可以得到。然而，確定被測(cè)系統(tǒng)讀數(shù)相對(duì)復(fù)雜，需要考慮被測(cè)系統(tǒng)各組成部分(傳感器﹑補(bǔ)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(shí)際生產(chǎn)中如何使用，因?yàn)檫@些修正值在不同使用情況下會(huì)對(duì)加熱設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)的精度產(chǎn)生不同影響。

2 如何確定被測(cè)試系統(tǒng)讀數(shù)

在確定被測(cè)試系統(tǒng)讀數(shù)時(shí)，可能引入的修正值包括被測(cè)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(lái)分類討論日常生產(chǎn)中如何根據(jù)修正值來(lái)確定被測(cè)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(zhǔn)證書上的修正值

日常工作中，如果不使用加熱設(shè)備測(cè)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(duì)于加熱設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)準(zhǔn)確度的影響始終存在，必須確保系統(tǒng)精度測(cè)試結(jié)果能夠反應(yīng)出這種影響。

從系統(tǒng)精度偏差計(jì)算公式中可以看出，如果不對(duì)加熱設(shè)備溫度測(cè)量系統(tǒng)中溫度儀表和傳感器誤差進(jìn)行修正，那么被測(cè)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(cè)試結(jié)果也包括了這兩項(xiàng)誤差，能夠反應(yīng)出加熱設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)中溫度儀表和傳感器誤差對(duì)系統(tǒng)精度的影響。因此當(dāng)日常工作中不使用溫度儀表和傳感器校準(zhǔn)證書上的修正值時(shí)，系統(tǒng)精度測(cè)試過(guò)程中確定被測(cè)試系統(tǒng)讀數(shù)時(shí)也不能對(duì)溫度儀表和傳感器誤差進(jìn)行修正。

2.1.2 日常工作使用溫度儀表或傳感器校準(zhǔn)證書上的修正值

1)手動(dòng)方式引入

所謂手動(dòng)方式就是直接將加熱設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)中溫度儀表和/或傳感器修正值應(yīng)用到測(cè)量系統(tǒng)的顯示值上，以便確保實(shí)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(guò)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(duì)控制系統(tǒng)的影響，因此進(jìn)行系統(tǒng)精度測(cè)試時(shí)，針對(duì)被測(cè)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(wú)論被測(cè)試系統(tǒng)的顯示值是多少，我們都需要對(duì)該顯示值進(jìn)行修正，修正后的溫度才是被測(cè)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(dāng)被測(cè)控制系統(tǒng)在系統(tǒng)精度測(cè)試過(guò)程中顯示為1000℃時(shí)，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(cè)系統(tǒng)的讀數(shù)應(yīng)該是1003℃。此時(shí)被測(cè)系統(tǒng)讀數(shù)同標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)讀數(shù)的差值就不包括被測(cè)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(guò)測(cè)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(dòng)方式相比最大的優(yōu)點(diǎn)是不需要再對(duì)被測(cè)系統(tǒng)顯示值進(jìn)行修正，因?yàn)樵谶@種情況下加熱設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)的顯示值無(wú)論是在日常使用過(guò)程中，還是在系統(tǒng)精度測(cè)試過(guò)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(shí)際溫度。因此在系統(tǒng)精度測(cè)試過(guò)程中確定被測(cè)試系統(tǒng)讀數(shù)時(shí)，直接讀取被測(cè)試系統(tǒng)顯示值即可，系統(tǒng)精度測(cè)試結(jié)果能夠反應(yīng)出工作狀態(tài)下被測(cè)試系統(tǒng)的精度。

2.2 系統(tǒng)精度測(cè)試入的修正值

系統(tǒng)精度測(cè)試引入的修正值是指在以前進(jìn)行系統(tǒng)精度測(cè)試過(guò)程中為了修正加熱設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)偏差而引入的修正值。它和加熱設(shè)備測(cè)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(shí)質(zhì)上是提升了加熱設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)的精度。因此，當(dāng)以前系統(tǒng)精度測(cè)試引入修正值時(shí)，被測(cè)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(shí)的方法進(jìn)行。

2.3 爐溫均勻性檢測(cè)引入的修正值

爐溫均勻性測(cè)試過(guò)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(méi)有對(duì)加熱設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)的精度產(chǎn)生任何影響，因此在日常生產(chǎn)中無(wú)論是以手動(dòng)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(shí)，系統(tǒng)精度測(cè)試過(guò)程中我們都要避免其對(duì)確定加熱設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)讀數(shù)造成影響。

2.3.1 手動(dòng)方式引入

日常生產(chǎn)中如果采用手動(dòng)方式引入爐溫均勻性修正值，那么在系統(tǒng)精度測(cè)試過(guò)程中無(wú)論我們引入或是不引入該修正值，都不會(huì)對(duì)確定加熱設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)讀數(shù)造成影響。這是因?yàn)楸粶y(cè)試系統(tǒng)傳感器和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)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(dòng)方式引入爐溫均勻性修正值對(duì)兩組測(cè)量系統(tǒng)的影響相同，因此在引入該修正值前后對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的精度不會(huì)產(chǎn)生任何影響。所以在系統(tǒng)精度測(cè)試過(guò)程中確定被測(cè)系統(tǒng)讀數(shù)時(shí)，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(dāng)采用內(nèi)部電子調(diào)整方式引入TUS修正值時(shí)，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(duì)加熱設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)的顯示值有影響，因此在確定被測(cè)試系統(tǒng)讀數(shù)過(guò)程中應(yīng)該平衡掉這種影響。例如一臺(tái)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(cè)試過(guò)程中加熱設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)顯示值為1000℃時(shí)，平衡掉+2℃的TUS修正值后，最終確定的加熱設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)讀數(shù)應(yīng)該是998℃。也就是說(shuō)系統(tǒng)精度測(cè)試過(guò)程中當(dāng)確定加熱設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)讀數(shù)時(shí)，如果用內(nèi)部電子調(diào)整方式引入了爐溫均勻性檢測(cè)修正值，那么應(yīng)該引入一個(gè)同爐溫均勻性檢測(cè)修正值正負(fù)號(hào)相反的值來(lái)平衡掉對(duì)加熱設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)顯示值的影響。

3 結(jié)束語(yǔ)

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

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

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