来源:《中国计量》2016年第9期

作者:刘晓艳; 刘湘桂; 卢荣中; 秦王丹; 鲍鲁南; 谢毅;

作者单位:广西壮族自治区桂林市计量测试研究所;

一、前言

为确保本单位恒温恒湿实验室温湿度条件符合计量技术规范的要求，满足检定、校准和检测工作的要求，使检定、校准和检测的结果准确可靠，分别对本单位的量块、天平、电阻、电池恒温恒湿实验室的温湿度技术参数进行检测。    

二、检测方法

目前国家对于恒温恒湿实验室的温度、湿度技术参数的测试并没有相应的检测规范。为此，根据日常检测中所积累的相关经验，对恒温恒湿实验室温度、湿度技术参数测试时引用的文献，测试标准设备的选型，测试的方法，测试数据的处理等方面进行探讨。

1.检测规范的引用

对参考文献所列国家标准、规范进行比较、分析后，发现GB/T18204.13、GB/T18204.14给出了测量空间温度、湿度的布点要求及数据处理，但是没有准确度要求。GB/T6529规定了恒温恒湿实验室的大气环境，但其对测试方法和数据处理没有明确的要求和说明。GB/T10739规定了恒温恒湿实验室的测试方法、技术要求及数据处理。GB50243从统计意义上说明了对实验数据进行处理的方法，对检测数据的处理具有指导意义。GB/T5170.1、JJF1101则比较适用于测试一些空间比较小、测试时间不太长、没有室外新风干扰、性能比较稳定的试验设备，其适用对象与恒温恒湿实验室差别很大。综上所述，整合GB/T18204.13、GB/T18204.14、GB/T10739、GB50243的布点要求，并根据被测实验室的实际情况进行测试点的布置，将GB/T10739、GB/T5170.1中对实验室数据的处理方法综合考虑后，对恒温恒湿实验室的检测数据进行处理，使所检测的数据能客观真实反映恒温恒湿实验室内的环境温湿度条件。

2.检测项目

恒温恒湿实验室的测试存在各种不可预知的因素(如人员进出带来室内外气流的交换，室内人员数量带来的潜热，工作室内试验仪器、设备本身的散热，中央空调换气带入的室外新风等)，故具有测量空间大、环境干扰因素多的特点。因此，在对恒温恒湿实验室的温度、湿度进行测量时，空间的控制偏差、均匀度、每小时稳定度、每小时波动度是测试重点。

3.检测用标准设备的选择

(1)温场测量记录仪。铂电阻传感器的整体测量最大允许误差为±0.2℃，选用的铂电阻传感器为A级。

(2)精密露点仪。最大允许误差:露点±0.2℃，温度±0.1℃。

 在实际检测时，发现精密露点仪适用在一个对气流要求高、空间小的环境中，不合适放在恒温恒湿实验室中作为检测用标准。温场记录仪及A级铂电阻传感器具有可同时观察各个检测点的实时数据变化，自动采集、存储检测数据的优点，也可用湿度传感器测量湿度，但高精度的湿度传感器价格不菲。因此以干湿球测量原理测量湿度，最后选定以温场记录仪及A级铂电阻传感器为检测用标准。

GB/T10739中检测时间是以24小时的连续测量来计算，而在实际使用中考虑到中央空调运行的高耗能性，故只在日常工作时间内开机运行。恒温恒湿实验室温湿度环境的控制主要由空调的恒温恒湿机组的工作性能决定，因此检测时间、检测次数的确定均能客观反映出空调机的恒温恒湿控制能力。通过大量的数据采集发现，空调开机且运行稳定后，数值均在一固定的范围内波动，因而只需每2min采集一次数据，采集时间为60min，采集数据30个。

4.检测点的分布及选择

根据GB/T18204.13、GB/T18204.14、GB/T10739、GB50243中对检测点的布点要求，结合实验室实际内部环境情况进行综合，重点布放在其有效工作区域内，原则上将测试点的位置布放在离地面(1.0～1.6)m不同高度的平面上，离开墙壁和热源不小于0.5m处。因为(1.0～1.6)m这段空间距离在恒温恒湿实验室内的使用率是相对较高的，大部分的工作、实验基本上是在这段空间距离中完成的，所以将检测点确定在这段空间距离中，以空间对角的方式进行分布，其数量则依据实验室的使用面积来确定。

依据上述原则，各检定实验室的检测点的布放位置及数量如下，干球温度测试点用字母A、B、C……表示，湿球温度测试点用字母a、b、c……表示。

(1)量块、天平检定室:实验室面积约为18m2，实验室内仪器设备、操作台均沿墙边放置，综合考虑后各检测点的布放位置及数量如图1所示。A、B、C、D、E、F点分别位于该空间的有效工作区域内，G、H点分别位于空调通风口的下方，O点位于测试空间的中心。

图1  量块、天平检定室检测点的布放位置及数量

 (2)电池检定室:实验室面积约为15m2，实验室内仪器设备、操作台仅靠墙的一边摆放，故检测点的布放位置及数量如图2所示。B、D点分别位于该空间的有效工作区域内，A点、F点分别位于空调通风口的下方，O点位于测试空间中心。

图2  电池检定室检测点的布放位置及数量

(3)电阻检定室:实验室面积约为15m2，实验室内仪器设备、操作台仅靠墙的一边摆放，且实验室内有一块凸角，故检测点的布放位置及数量如图3所示。A、C点分别位于该空间的有效工作区域内，B点、E点分别位于空调通风口的下方，O点位于测试空间中心。

图3  电阻检定室检测点的布放位置及数量

5.数据处理

按上述的布点，完成了量块、天平检定室、电池检定室和电阻检定室的检测，这里仅给出电池检定室的数据(见表1)。

表1  电池检定室的数据

恒温恒湿实验室环境温度、相对湿度的均匀度、每小时稳定度、偏差、每小时波动度均应符合有关计量检定规程的要求。由于采用的是干湿球测量原理，同时采集干球与湿球的温度值，相对湿度的计算则要通过查相应的湿度换算表进行换算后再计算，计算公式如下:

(1)均匀度    

式中:ΔJ——温、湿度均匀度，℃/%RH；Jmax——各测试点在第i次测试中的实测最高值，℃/%RH；Jmin——各测试点在第i次测试中的实测最低值，℃/%RH。

(2)每小时波动度

ΔB=±(Bmax-Bmin)/2

式中:ΔB——60min内的温、湿度波动度，℃/%RH；Bmax——各测试点在60min内的实测最高值，℃/%RH；Bmin——各测试点在60min内的实测最低值，℃/%RH。

(3)每小时稳定度

式中:ΔW——60min内的温、湿度稳定度，℃/%RH；——60min内各测试点在前30min测试中的算术平均值，℃/%RH；内各测试点在后30min测试中的算术平均值，℃/%RH。

(4)偏差

ΔP=Pi-P

式中:ΔP——温、湿度偏差，℃/%RH；Pi——各测试点在60min内的实测最高(低)值，℃/%RH；P——标称值(即相关计量技术规范要求的值)，℃/%RH。

对表1的数据经过标准器示值误差修正后，通过上式可得电池检定室的均匀度为0.46℃/3.8%RH，每小时波动度为±0.78℃/±3.6%RH，每小时稳定度为0.75℃/6.3%RH，偏差为    

三、结论

上述测试方法在恒温恒湿实验室环境温、湿度的检测中，能真实客观地反映出恒温恒湿实验室内环境温、湿度的变化。通过测试实验，证明本方法在对恒温恒湿实验室及类似室内空间的温、湿度参数测试中的可行性，具有参考意义。