某測量審核機構(gòu)的高低溫能力驗證的參考標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 2423.1-2008《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗  第2部分：試驗方法 試驗A：低溫》和GB/T 2423.2-2008《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗  第2部分：試驗方法 試驗B：高溫》。線路連接樣品圖見圖1~2。

    測量時接通電路，開啟試驗箱，從常溫開始降溫（低溫能力驗證）或升溫（高溫能力驗證），觀察指示燈狀態(tài)至指示燈熄滅，記錄指示燈熄滅瞬間樣品的動作溫度。能力驗證測量方法選擇不當(dāng)可能造成截然相反的結(jié)果，而結(jié)果獲取過程中的人機料法環(huán)測各方面把控不嚴(yán)格等對結(jié)果的準(zhǔn)確度影響也較大。本文以2011年至今6次低溫（或高溫）能力驗證的滿意結(jié)果為經(jīng)驗，闡述能力驗證測量審核方法。

    2.1 人員影響因素

    規(guī)范人員操作是保證測量結(jié)果準(zhǔn)確性的必要環(huán)節(jié)。不能正確操作試驗設(shè)備，不掌握測試標(biāo)準(zhǔn)中的程序方法，讀數(shù)時的時間延遲等都是造成結(jié)果不精確的原因。因此，能力驗證時人員選擇方面應(yīng)注意：
    測量人員應(yīng)充分理解GB/T 2423.1-2008和GB/T 2423.2-2008標(biāo)準(zhǔn)條款，并熟練操作試驗設(shè)備；
    測量人員動手操作能力強，測量線路連接準(zhǔn)確，溫感探頭避免觸碰到實物；
    測量人員應(yīng)加強操作熟練度，避免讀數(shù)的時延影響測量準(zhǔn)確度；
    測量人員應(yīng)加強不確定度計算評定能力，后將測量結(jié)果進(jìn)行不確定度評估，形成完整的測量審核結(jié)果范圍。

    2.2 試驗箱影響因素

    本文參與能力驗證活動的設(shè)備為高低溫交變濕熱試驗箱。依據(jù)JJF 1101-2003《環(huán)境試驗設(shè)備溫度、濕度校準(zhǔn)規(guī)范》和GB/T 5170.5-2008《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備檢驗方法  濕熱試驗設(shè)備》校準(zhǔn)并在有效期內(nèi)。某有效期內(nèi)試驗箱的溫度及風(fēng)速校準(zhǔn)結(jié)果見表1。

    在進(jìn)行高低溫能力驗證測量的過程中，試驗箱的選取從試驗箱體積、實測風(fēng)速、校準(zhǔn)溫度點及溫度偏差四個方面考慮。選取原則和原因分析見表2。

    2.3 測量環(huán)境的影響

    高低溫能力驗證試驗是在試驗箱內(nèi)部進(jìn)行的測試，當(dāng)樣品或感溫探頭放置在試驗箱內(nèi)部，電源線或探頭連接線通過試驗箱的測試孔連接至試驗箱外部，測試孔由保溫棉或保溫塞封堵之后，測量環(huán)境對試驗箱內(nèi)部的影響較小，可以忽略不計。

    2.4 測量位置的影響

    在2.2的論述中，試驗箱內(nèi)部的溫度場穩(wěn)定性，溫度均勻度和溫度梯隊均對測量結(jié)果有效大的影響。因此，感溫探頭在試驗箱內(nèi)部放置位置的選擇變尤為重要。
    由于后讀取的測量結(jié)果是試驗箱降溫（或升溫）的動態(tài)過程溫度，試驗箱內(nèi)部的溫度梯度對能力驗證結(jié)果產(chǎn)生較大影響。冷氣（或熱氣）通過出風(fēng)口進(jìn)入箱體，再由回風(fēng)口排出，在變溫過程中，箱體內(nèi)部因冷氣（或熱氣）的傳遞流動會形成一定的溫度梯度。因此，如果感溫探頭和讀取溫度示值的傳感器不在試驗箱體同一位置，造成所感受到的溫度有差別，那么結(jié)果就有可能不準(zhǔn)確而導(dǎo)致此次能力驗證結(jié)果不滿意。
    目前環(huán)境試驗箱自帶的溫度傳感器基本上位于風(fēng)口或回風(fēng)口位置，類型多為鉑電阻。試驗箱內(nèi)部風(fēng)場的循環(huán)方式有上出下回，上下出中部回等多種形式。但無論哪種形式，選擇避開出回風(fēng)口的試驗箱中部位置是合適的選擇。鑒于試驗箱自帶的溫度傳感器不在試驗箱中部，與探溫測頭相距較遠(yuǎn)，存在一定的溫度差異，因此選擇外接的溫度巡檢儀并將溫度巡檢儀的溫度傳感器與探溫測頭放置在一起進(jìn)行溫度測量，結(jié)果準(zhǔn)確性將有進(jìn)一步提高。

    為驗證上述結(jié)論，在某年的能力驗證測量過程中做了對比試驗。試驗箱溫度傳感器在試驗箱回風(fēng)口，感溫探頭與三個巡檢儀傳感器均放置在試驗箱體位置，在巡檢儀溫度傳感器偏差和試驗箱自帶溫度傳感器偏差均小于1 ℃，擴(kuò)展不確定度均為0.4 ℃（k=2）的情況下，進(jìn)行三次測量。測量結(jié)果見表3。

    由測量比對結(jié)果可知，感溫探頭附近傳感器讀數(shù)比試驗箱回風(fēng)口傳感器讀數(shù)更接近感溫探頭指定值。而且試驗時使用多點測量的平均值將更能準(zhǔn)確的模擬感溫探頭所在位置的溫度場，使結(jié)果更加精確。

    2.5 測量方法的影響

    針對高低溫能力驗證，根據(jù)多年實踐經(jīng)驗，試驗箱溫度變化率大小及樣品或感溫探頭在試驗箱的放置位置將對測量結(jié)果產(chǎn)生直接影響，甚至?xí)幸蜻x擇不當(dāng)而造成結(jié)果不滿意的情況。
    在測量過程中，試驗箱內(nèi)的溫度在持續(xù)變化，溫場效果和溫度梯度會對樣品動作溫度值的讀取產(chǎn)生較大影響，可能造成試驗箱內(nèi)的溫度與實際動作溫度不完全一致，溫變率越大，這種不一致性會更高。而較小溫度變化率具有降低試驗箱循環(huán)風(fēng)速，使試驗箱內(nèi)部溫場更穩(wěn)定、減小溫度梯度的特點，因此更適合在高低溫能力驗證測量中選取。
    高低溫能力驗證的參考標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 2423.1-2008和GB/T 2423.2-2008，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度變化率為不超過1℃/min。文獻(xiàn)[3]中也明確指出多個實驗室能力驗證結(jié)果不滿意的很大原因是溫度變化率超過了規(guī)定要求值。

    在溫變率選擇低于1 ℃/min時，是否風(fēng)速越低對測量結(jié)果的精確度越有幫助。為論證更小的溫變率有利于提高測量精度，在某年的低溫能力驗證中做了對比測量。測量結(jié)果見表4。

    由測量比對結(jié)果可知，當(dāng)溫變率低于1 ℃/min時，測量結(jié)果均為滿意，但當(dāng)溫度變化率在0.2 ℃/min~0.5 ℃/min時，溫度傳感器讀取示值更接近感溫探頭指定值，測量精度更高。
    基于以上結(jié)論，在實際的高低溫能力驗證中，應(yīng)嚴(yán)格按照參考標(biāo)準(zhǔn)中的要求，試驗箱溫變率盡量選擇在0.2 ℃/min~0.5 ℃/min范圍內(nèi)，可獲得更精確的測量結(jié)果。在實際操作中，為避免0.2 ℃/min~0.5 ℃/min的溫變率造成升降溫時間過長，可在開始前先用較大的溫變率對樣品溫度進(jìn)行盲測，確定指示燈變化范圍之后，可在較小的溫度范圍內(nèi)用0.2 ℃/min~0.5 ℃/min的溫變率進(jìn)行精確測量。

    2.6 其他因素的影響

    除2.1-2.5中論述的人員、設(shè)備、環(huán)境、溫變率和位置選擇等因素的影響之外，溫度巡檢儀與傳感器之間的連接、樣品供電的穩(wěn)定性、溫度巡檢儀所帶傳感器在指定值范圍內(nèi)的溫度偏差等，均會對測量結(jié)果有影響，但總體來分析，這些因素都不是對結(jié)果造成質(zhì)的改變的主要因素，測量過程中稍加注意即可。