Испытания термоэлектрического термометра

· Проверка на соответствие допускаемому отклонению термо-ЭДС (±63мV) от среднего значения при температуре 350°С каждого термопреобразователя из партии.

4. Место и обеспечение испытаний

Условия проведения испытаний должны соответствовать следующим требованиям:

· Температура окружающего воздуха (25±10)С°;

· Относительная влажность от 30 до 80%;

· Атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа.

Определение допускаемых отклонений от НСХ и испытание на стабильность термопар с НСХ, имеющие буквенные обозначение В, S, K, L, с длинной погружаемой части не менее 20 мм в диапазоне температур от 0 С° до 1800 С° осуществляют в соответствии с требованиями ГОСТ.

Испытания термопар остальных типов, а также термопар с длинной погружаемой части до 250 мм, и с нижним значением диапозона рабочих температур минус 200 и ниже проводят по методикам, изложенным в тех условиях на термопару конкретного типа.

Допускается проводить испытания в одной температурной точке, указанной в тех условиях термопар конкретного типа, при условии, что термопара изготовлена из термоэлектрического материала, прошедшего предварительные испытания

Показатель тепловой инерции определяют по переходному процессу в режиме простого охлаждения.

Переходный процесс определяют следующим образом. Термопару подключают к измерительной установке и гальванометру светолучевого осциллографа. На осциллографе гальванометрами устанавливают две масштабные световые точки: одну- для температуры воды 15-20 С°, другую- для температуры воды от 50-100 С°.

Частоту отметок времени выбирают в зависимости от типа осциллографа и ожидаемого показателя тепловой инерции.

Термопару помещают на глубину до 100 мм в сосуд и интенсивно перемешивают с водой, температура которой равна 15-20 С°. Когда температура термопары установиться, с помощью гальванометра совмещают световую точку, соответствующую температуре 15-20 С°, со световой точкой термопары.

Термопары извлекают из воды и помещают в сосут с водой, температура которой равна 50-100 С°. Когда температура термопары стабилизируется, с помощью гальванометра совмещают световую точку термопары со световой точкой, соответствующей температуре 50-100 С°. Затем устанавливают скорость ленты самопишущего прибора осциллографа в зависимости от предполагаемого показателя тепловой инерции.

Съемку переходного процесса в следующей последовательности. Включают осциллограф и самопишущий прибор. Термопару быстро переносят в сосуд с интенсивно перемешиваемой водой, температура которой равно 15-20 С°, на время, необходимое для записи переходного процесса.

Показатель тепловой инерции определяют по осциллограмме следующим образом. На осциллограмме масштабной линейкой измеряют расстояние между линиями, соответствующими температурам 15-20 С° и 50-100 С°?N. Вычисляют N63=0,63· N или N37=0,37· N. На кривой переходного процесса откладывают значение N63 от линии, соответствующей температуре 50-100 С°, или N37 от линии, соответствующей температуре 15-20 С°. Расстояние от начала отсчета до проекции точки N63 на ось времени соответствует значению показателя тепловой инерции.

Поверхностные термопары вместо погружения в воду прикладывают неподвижно к поверхности медного тонкостенного (толщина не более 0,5 мм) сосуда с интенсивно перемешиваемой водой, температура которой равно 15-20С°. Температура и способ нагрева должны быть указаны в технических условиях на термопаре конкретного типа.

Показатель тепловой инерции для других значений коэффициента теплопередачи определяют по методикам, изложенным в технических условиях на термопару конкретного типа.

Электрическое сопротивление изоляции при температуре до 300 С° определяют при испытательном напряжении от 10 до 100 В.

Измерение электрического сопротивления изоляции при температуре свыше 35 проводят при напряжении разной полярности не более 10 В и глубине погружение термопары не менее 300 мм после выдержки при температуре верхнего рабочего диапазона измерения не менее 2 часа. Отсчет сопротивления изоляции следует осуществлять после первой минуты с момента включения измерительного прибора. Значение сопротивления изоляции определяют как средне арифметическое двух измерений разной полярности. Для термопар, у которых длина погружаемой части менее 300 мм, погружение проводят на длину погружаемой части.

Для термопар с керамической погружаемой частью в технических условиях на термопаре конкретного типа при необходимости должны быть установлены условия измерения электрического сопротивления изоляции при температурах свыше 1000 С°.

Электрическую прочность изоляции проверяют на установке переменного тока мощностью не менее 0,25 кВ А. Испытательное напряжение прикладывают также между короткозамкнутыми зажимами термопар и металлической частью защитной арматуры. У термопар, имеющих две и более несвязанные электрические цепи, испытательное напряжение прикладывают также между электрическими цепями.

Испытание на прочность арматуры проводят до сборки термопары гидростатистическим или воздушным давлением, приложенным извне, не менее 10с.

Допускается проводить испытание защитной арматуры внутренним давлением.

В обоснованных случаях допускается испытывать защитную арматуру после сборки термопары.

Испытания термопары на герметичность проводят по методике, изложенной в технических условиях на термопаре конкретного вида.

Испытания термопары на воздействие температуры и влажности окружающего воздуха, синусоидальных вибраций, механических ударов, на устойчивость в транспортной таре, на воздействие агрессивных сред, инея и росы, соляного тумана, качки, радиации и других воздействий окружающей среды проводят по методикам, изожженным в технических условиях на термопаре конкретного типа.

Поверку маркировки полярности проводят подключением термопары к милливольтметру, при этом температура нагревания термопары должна быть достаточной определения полярности( примерно 300 С° для термопары типа платинородий-платинородиевые и 100 С° - для остальных типов термопар)

5. Объем и методики испытаний

Таблица 2 Методы испытаний в соответствии с техническими требованиями

Климатические:

Испытания на воздействие климатических дестабилизирующих факторов проводят для проверки работоспособности и сохранения внешнего вида изделий в течение и после воздействия. Применяют следующие виды испытаний на воздействие: пониженного атмосферного давления, повышенной или пониженной температуры внешней среды, изменения температуры внешней среды, влажности, брызг, (герметичность)и пыли.

Объем климатических испытаний, значения дестабилизирующих факторов и время их воздействия, число испытываемых изделий, а также используемые методики и средства испытаний, контроля и измерений должны обеспечивать уверенность в том, что если изделие работоспособно в процессе и после испытаний, то оно будет работоспособно и в экстремальных климатических условиях эксплуатации в течение определенного срока.

Изделия испытывают в искусственно создаваемых климатических условиях в лабораториях или реальных условиях эксплуатации на полигонах, в различных климатических зонах или с использованием методов ускоренных испытаний.

Воздействие климатических дестабилизирующих факторов проявляется, как отмечалось раньше, в нарушении внешнего вида изделия (коррозионные процессы), внутренней структуры комплектующих изделий (растрескивание кристалла микросхемы), потере герметичности корпусных деталей, механических повреждениях (из-за различного коэффициента линейного расширения), электрических дефектах (повреждение изоляции, явление электролиза и др.). потере геометрической формы (коробление).

Эти виды не относятся к климатическим видам, но включены, а гл. 6 с методической точки зрения.

В системах электроснабжения характерными дефектами являются обрывы обмотки возбуждения из-за холодной пайки выводов к контактным кольцам, короткие замыкания обмоток статора из-за растрескивания заливочного материала, тепловые пробои диодов выпрямительного моста и выходного транзистора регулятора напряжения из-за перегревания генераторной установки, заедание ротора из-за коррозии и др.

В системе электропуска характерными дефектами являются короткие замыкания обмоток якоря и обмоток возбуждения из-за растрескивания пазовой изоляции, коррозия реле и контактного болта (большое переходное сопротивление), окисление коллектора электродвигателя, зависание щеток в щеткодержателе и т.д.

В аппаратах зажигания наиболее характерными дефектами, имеющими место в эксплуатации, являются пробои высоковольтных деталей (крышек, бегунка) из-за загрязнения или от переувлажнения (попадания воды в подкапотное пространство автомобиля), тепловые пробои транзисторов и диодов из-за перегревания двигателя.

В системах освещения и световой сигнализации возможны отказы из-за коррозии оптического элемента (отражателя) и арматуры (патроны ламп, штекерные соединители).

Для электронных систем автоматического управления агрегатами автомобиля наиболее характерными являются отказы штекерных соединителей из-за их разгерметизации, коррозии или при неправильном соединении.

В информационных системах отказы представляют собой нарушения соединения датчика и указателя из-за коррозионных процессов, выход из строя чувствительных элементов из-за перегревания.

Следовательно, климатические дестабилизирующие факторы влияют на надежность работы изделий, вызывая в них процессы деформации, электролиза, коррозии, потерю герметичности, обусловленные этим отказы определяют виды, объем и методы климатических испытаний.

· Температура окружающего воздуха 20°С-27°С

Проводят внешний осмотр изделия, после чего его помешают в камеру тепла (холода), а которой установлены нормальные условия испытаний. После начальной стабилизации проводят начальные проверки характеристик.

Температуру в камере изменяют до верхнего (нижнего) значения рабочих температур. Изделия выдерживают в течение времени, достаточного для нагрева (охлаждения) его по всему объему.

Продолжительность выдержки изделия при повышенной (пониженной) температуре устанавливают в стандартах и (или) технических условиях на изделия конкретных групп (видов), рекомендуется продолжительность выдержки выбирать из ряда: 2; 8; 16; 32; 72; 96 ч.

Скорость повышения (понижения) температуры определяется характеристиками испытательной камеры.

От начальной до конечной проверки характеристик при испытаниях на воздействие повышенной температуры изделие должно быть во включенном состоянии, при испытаниях на воздействие пониженной температуры - в выключенном, если нет других указаний.

Относительная влажность в камере должна быть естественно установившейся. После выдержки при повышенной (пониженной) температуре проверяют характеристики, установленные в стандартах и (или) технических условиях на изделия. При наличии требований только к прочности проверку характеристик изделия при повышенной (пониженной) температуре не проводят.

Температуру в камере понижают (повышают) до температуры нормальных условий испытаний и после конечной стабилизации проводят заключительные проверки внешнего вида и характеристик изделия, установленных в стандартах и (или) технических условиях на изделия конкретных групп (видов).

Изделие считают выдержавшим испытание, если во время и (или) после испытания его внешний вид и характеристики соответствуют требованиям, установленным в стандартах и (или) технических условиях на изделия.

Рисунок 5- Схема работы камеры тепла ( холода)с вращающейся цилиндрической камерой:1 - камера тепла; 2 - камера холода; 3 - цилиндрическая камера; 4 - корзина для изделий

Испытания при низких температурах. Камеры холода

Испытания на воздействие пониженных температур (холодостойкость) предназначены для проверки параметров изделий в условиях воздействия отрицательных температур, а также после пребывания их в этих условиях.

Изделия помещают в камеру холода и выдерживают в неработающем состоянии 3 ч при температуре, заданной программой испытаний. Изделия, устанавливаемые снаружи транспортного средства, в кабине или закрытом кузове, а также изделия, которые должны работать до предпускового подогрева двигателя, и изделия, устанавливаемые на двигателе и под капотом и включаемые после предпускового подогрева, помещают в камеру холода и доводят в ней температуру до минимального значения, выдерживают изделия в таком режиме в течение 3 ч. Работоспособность изделий проверяют внутри камеры холода. Необходимо обращать внимание на возможное загустевание или замерзание смазочного материала у вращающихся деталей электрических машин, стеклоочистителей, антенны и т.д. Электродвигатели должны самостоятельно приводиться во вращение и входить в рабочий режим не позднее чем через 3 мин после подключения к ним номинального напряжения.

После извлечения из холодильной камеры и прогревания до температуры окружающей среды изделия должны восстанавливать параметры до значений, имевших место перед испытаниями. Дополнительно разбирают изделия и осматривают детали.

Некоторые изделия проверяют на работоспособность непосредственно после извлечения из камеры холода, но не более чем через 5... 10 мин в зависимости от массы изделия.

Контрольно-измерительные приборы при испытаниях на работоспособность при пониженных температурах и на сохранение работоспособности после выдержки при температуре минус 60 °С проводят иногда раздельно от датчиков.

Материалы, применяемые для крепления малогабаритных изделий в камере холода, должны обладать высокой теплопроводностью. По достижении стабильной температуры внутри камеры холода температура стенок должна отличаться не более чем на 8 %. Поскольку отечественная промышленность не выпускает камеры холода, то используют импортные или камеры термоциклирования.

Тепловые испытания. Камеры тепла

Испытания на воздействие повышенных температур предназначены для определения способности изделий АТЭ и АЭ сохранять свои параметры и внешний вид в процессе и после воздействия максимального значения температуры. Имеются два метода тепловых испытаний: испытания термической нагрузкой и совместной термической и электрической нагрузками. При проведении испытаний первым методом (он иногда называется термовыдержкой) изделия помещают в термостат или камеру тепла и выдер живают в течение не менее 3 ч. Измерение параметров и оценку внешнего вида испытываемых изделий проводят до нагревания и после него.

Этот метод получил наибольшее распространение при входном контроле комплектующих изделий и, особенно, изделий электронной техники. Он является одним из трех методов технологических стресс испытаний.

При проведении испытаний под совмещенной тепловой и электрической нагрузками изделия помещают в тепловую камеру и испытывают под номинальной или максимально допустимой для данных изделий электрической нагрузкой, соответствующей максимальное значению температуры окружающей среды. Таким образом, ускоряются процессы деградации составных частей изделия и быстрее вырабатывается его ресурс.

Важными методическими моментами проведения этих испытаний являются тепловое равновесие изделия и определение места установки датчиков температуры для контроля. Для работающего изделия обычно определяют время теплового равновесия. Крупногабаритные изделия достигают теплового равновесия через 3...4 ч. Тепловая камера должна иметь достаточный объем и приспособление (вентилятор и др.) для перемешивания воздуха, обеспечивающее выравнивание температуры в объеме камеры.

Параметры испытательных режимов (напряжение, частота вращения и т.д.) должны быть приближены к эксплуатационным условиям. Например, у генераторных установок в процессе испытаний меняют скоростной режим, у распределителей и датчиков-распределителей во временной циклограмме присутствуют режимы разгона и торможения.

Электропривод кратковременного режима работы с продолжительностью не более 3 мин, фары и осветительную арматуру, работающие только ночью, испытывают в неработающем состоянии. Изделия АТЭ и АЭ, испытывающиеся в неработающем состоянии, проверяют не позднее чем через 5 мин после извлечения из камеры, а изделия малой массы -- не позднее чем через 2 мин.

После извлечения из тепловой камеры и охлаждения до температуры окружающей среды изделие должно восстановить свои характеристики до исходных (перед тепловыми испытаниями). Дополнительно предусматривается разборка изделия и осмотр деталей, при этом не должно быть изменений, деформаций и т.п.

Для проведения испытаний на термовыдержку применяют специальные камеры тепла, в которых предусмотрены коммутационные цепи для подключения электрической нагрузки и измерения параметров изделий. Размещение датчиков температуры при испытании теплорассеивающих изделий должно быть таким, чтобы учитывалось взаимное влияние изделий. Тогда при контроле температурного режима измерительные приборы покажут истинную температуру испытываемых изделий.

Для воспроизводимости результатов испытаний камеры тепла имеют следующие конструктивные особенности. Внутренние стенки выполняют из материала, имеющего степень черноты не менее 0,82 ...0,85. Температура стенок тепловой камеры не должна отличаться от задаваемой больше чем на 3 %, что ограничивает влияние излучения от стенок. Испытываемые образцы изделий не должны испытывать прямого влияния тепла от тенов. Точность поддержания температуры в полезном объеме камеры не должна быть ниже 3 °С. Относительная влажность перед испытаниями внутри камеры должна быть 50 % при температуре 35 °С.

Минимально допустимое расстояние между испытываемым изделием и стенкой тепловой камеры не должно быть меньше 100 мм. Применяемые для крепления малогабаритных изделий материалы должны обладать высокой теплостойкостью и низкой теплопроводностью.

Для испытаний на воздействие повышенной температуры применяются камеры тепла.

Получение необходимой температуры в тепловой камере достигается с помощью циклического включения и выключения тенов в зависимости от устанавливаемой температуры испытаний.

Для измерения и автоматического регулирования температуры в камере применяют электронные мосты и автоматические электронные потенциометры. Широко используют микропроцессорную технику и вывод информации на персональный компьютер, и цифровое информационное табло. В качестве чувствительного элемента используют п-переход, медные и платиновые сопротивления.

· Влажность от 30% до 80%

Испытание изделия на воздействие повышенной влажности проводят по одному из следующих режимов:

- постоянный (без конденсации влаги);

- циклический (с конденсацией влаги).

Изделие испытывают в выключенном состоянии, если нет других указаний в стандартах и (или) технических условиях на изделия.

Испытание проводят следующим образом:

- проводят внешний осмотр изделия, после чего изделие помешают в камеру тепла и влаги, в которой установлены нормальные условия испытаний. После начальной стабилизации проводят начальные проверки характеристик изделия, затем его выключают;

- температуру в камере устанавливают равной 40 °С и изделие выдерживают в течение 2 часов, если иное время не указано в стандартах и (или) технических условиях ;

- относительную влажность в камере повышают до (93±3) % и этот режим придерживают в камере в течение времени, установленного в стандартах и (или) технических условиях на изделия, выбирая его из ряда: 2; 4; 10; 21; 56 суток;

- после выдержки, проводят проверку характеристик, указанных в стандартах и (или) технических условиях на изделия. Во время выдержки допускается проводить промежуточные измерения параметров;

- в камере устанавливают нормальные условия испытаний и после конечной стабилизации проверяют внешний вид и проводят заключительные проверки характеристик.

При наличии требований к прочности проверку характеристик и внешнего вида изделия при повышенной влажности не проводят.

Изделие считают выдержавшим испытание, если во время и (или) после испытания его внешний вид и характеристики соответствуют требованиям, установленным в стандартах и (или) технических условиях на изделия конкретных групп (видов).

Испытание по циклическому режиму проводят при верхнем значении температуры 40 °С.

Испытания на устойчивость к воздействию влаги предназначены для определения способности изделий сохранять свои параметры в условиях длительного воздействия влажности и после прекращения этого воздействия. В соответствии с ГОСТ изделия электрооборудования должны выдерживать воздействие влажной тепловой среды в течение четырех суток при температуре (40 ± 2) °С и относительной влажности (95 ± 3) %. Влагоустойчивость изделий электрооборудования проверяется в течение 21 суток при температуре (40 + 2) "С и относительной влажности (95 + 3) %. Если после 96 ч выдержки в камере влажности изделия работоспособны без предварительной просушки (проверка проводится при отсутствии росы и не позднее чем через 15 мин после извлечения из камеры влажности), то изделия считаются выдержавшими испытания.

Страницы: 1, 2, 3, 4