AMS2750E《高温测量》系统精度测试修正值使用方法讨论

时间：2024-09-03

苏剑，柴俊彬，刘戎

(西安航空动力股份有限公司，陕西西安710021)

0 引言

炉温均匀性测试(TUS)和系统精度测试(SAT)是保障加热设备温场性能的重要技术手段。我们可以通过温度均匀性测试来保障加热设备温场均匀性满足工艺要求，但是由于加热设备温度测量系统在周期均匀性测试之间可能会产生漂移，这种漂移会导致加热设备温场均匀性整体升高或降低，甚至超出工艺要求的允许误差范围。另外，AMS2750《高温测量》、GJB509B《热处理工艺质量控制》等技术文件中对不同等级/类别的加热设备的温度测量系统有不同的精度要求。因此，我们必须对加热设备的温度测量系统定期进行系统精度测试，确保温度测量系统的精度满足相应等级/类别加热设备的要求;同时有利于及时监控加热设备温度测量系统误差的变化，保障加热设备温场均匀性。

1 系统精度测试概述

AMS2750E《高温测量》中对系统精度测试的定义是:“被测试系统读数和标准测试系统(已校准的测试仪表/引线/传感器)读数进行比较，以便确定已测量的温度偏差是否均在要求范围内”。修正后的标准测试系统读数比较容易确定，一般将测试仪表和测试传感器的修正值应用到测试仪表读数就可以得到。然而，确定被测系统读数相对复杂，需要考虑被测系统各组成部分(传感器﹑补偿导线﹑仪表)以及加热设备温度均匀性引入的修正值在实际生产中如何使用，因为这些修正值在不同使用情况下会对加热设备测量系统的精度产生不同影响。

2 如何确定被测试系统读数

在确定被测试系统读数时，可能引入的修正值包括被测试系统中温度仪表、传感器的修正值，以及为了修正加热设备偏离的温度均匀性和系统精度偏差引入的修正值。以下我们来分类讨论日常生产中如何根据修正值来确定被测试控制系统的读数。

2.1 温度仪表和传感器修正值

2.1.1 日常工作不使用温度仪表或传感器校准证书上的修正值

日常工作中，如果不使用加热设备测量系统中温度仪表和传感器的修正值，那么温度仪表和传感器的误差对于加热设备测量系统准确度的影响始终存在，必须确保系统精度测试结果能够反应出这种影响。

从系统精度偏差计算公式中可以看出，如果不对加热设备温度测量系统中温度仪表和传感器误差进行修正，那么被测系统的读数就已经包括了温度仪表和传感器的误差，最终测试结果也包括了这两项误差，能够反应出加热设备测量系统中温度仪表和传感器误差对系统精度的影响。因此当日常工作中不使用温度仪表和传感器校准证书上的修正值时，系统精度测试过程中确定被测试系统读数时也不能对温度仪表和传感器误差进行修正。

2.1.2 日常工作使用温度仪表或传感器校准证书上的修正值

1)手动方式引入

所谓手动方式就是直接将加热设备测量系统中温度仪表和/或传感器修正值应用到测量系统的显示值上，以便确保实际温度更接近想要的工作温度。在这种情况下，加热设备日常使用过程中已经消除了控制系统中温度仪表和传感器误差对控制系统的影响，因此进行系统精度测试时，针对被测试系统的显示值也需要考虑温度仪表和/或传感器修正值，无论被测试系统的显示值是多少，我们都需要对该显示值进行修正，修正后的温度才是被测试系统的读数。

例如，假设温度仪表和传感器修正值分别为+1℃和+2℃，那么当被测控制系统在系统精度测试过程中显示为1000℃时，应该将温度仪表和传感器的修正值应用到该显示值上，最终确定的被测系统的读数应该是1003℃。此时被测系统读数同标准测试系统读数的差值就不包括被测试系统温度仪表和传感器的误差，才能反应出控制系统在日常使用状态下的系统精度。

2)内部电子调整

所谓内部电子调整就是通过测量系统中温度仪表的内部调整功能消除温度仪表和/或温度传感器误差，同手动方式相比最大的优点是不需要再对被测系统显示值进行修正，因为在这种情况下加热设备测量系统的显示值无论是在日常使用过程中，还是在系统精度测试过程中，都是已经消除了温度仪表和/或温度传感器误差的实际温度。因此在系统精度测试过程中确定被测试系统读数时，直接读取被测试系统显示值即可，系统精度测试结果能够反应出工作状态下被测试系统的精度。

2.2 系统精度测试入的修正值

系统精度测试引入的修正值是指在以前进行系统精度测试过程中为了修正加热设备测量系统偏差而引入的修正值。它和加热设备测量系统中温度仪表和传感器引入的修正值具有相同的作用，实质上是提升了加热设备测量系统的精度。因此，当以前系统精度测试引入修正值时，被测试系统读数的确定方法可以参照引入温度仪表和传感器修正值时的方法进行。

2.3 炉温均匀性检测引入的修正值

炉温均匀性测试过程中引入的修正值仅仅是为了修正偏离的炉温均匀性，并没有对加热设备测量系统的精度产生任何影响，因此在日常生产中无论是以手动方式还是以内部电子调整方式引入炉温均匀性修正值时，系统精度测试过程中我们都要避免其对确定加热设备测量系统读数造成影响。

2.3.1 手动方式引入

日常生产中如果采用手动方式引入炉温均匀性修正值，那么在系统精度测试过程中无论我们引入或是不引入该修正值，都不会对确定加热设备测量系统读数造成影响。这是因为被测试系统传感器和标准测试系统传感器同位于加热设备内部，并且距离小于76mm，采用手动方式引入炉温均匀性修正值对两组测量系统的影响相同，因此在引入该修正值前后对测量系统的精度不会产生任何影响。所以在系统精度测试过程中确定被测系统读数时，可以引入或者不引入该修正值。

2.3.2 内部电子调整

当采用内部电子调整方式引入TUS修正值时，虽然该修正值也是为了修正偏离的炉温均匀性，但是该修正值对加热设备测量系统的显示值有影响，因此在确定被测试系统读数过程中应该平衡掉这种影响。例如一台加热设备控制系统内部包括了+2℃的TUS修正值，系统精度测试过程中加热设备测量系统显示值为1000℃时，平衡掉+2℃的TUS修正值后，最终确定的加热设备测量系统读数应该是998℃。也就是说系统精度测试过程中当确定加热设备测量系统读数时，如果用内部电子调整方式引入了炉温均匀性检测修正值，那么应该引入一个同炉温均匀性检测修正值正负号相反的值来平衡掉对加热设备测量系统显示值的影响。