摘要
本文基于研究家用和类似用途液位变送器性能试验室环境温场校准方法和校准结果分析。家用液位变送器性能试验室（以下简称“试验室”）可以模拟不同气候类型，是用于检测和研究家用和类似用途液位变送器的重要装置。试验室由计算机控制系统、测量仪表、传感器和数据采集器等组成，主要用于测试液位变送器温度、耗电量、能效等参数。本文详细讲述了试验室环境温场的校准方法和校准结果的计算过程，希望对试验人员有一定的帮助，更好的服务企业和检测机构，以确保液位变送器性能检测的准确性和一致性。
1 引言
随着经济的发展，家用液位变送器已经普及到千家万户。家用液位变送器的性能和安全成为生产企业和消费者关注的焦点。由guojia质量监督检验总局和guojia标准化管理委员会颁布的GB/T 8059-2016《家用和类似用途液位变送器》于2017年7月1日正式实施。该标准明确规定了家用和类似用途液位变送器技术要求、试验方法、试验环境条件、测量仪器等技术要求。试验室作为家用液位变送器性能测试的专用检测设备，可以模拟亚温带、温带、亚热带、热带气候环境，以满足家用液位变送器在不同气候条件下的测试需求，进而评价产品的性能和耗电量，因此试验室在液位变送器性能测试中必不可少，在生产企业和检测机构得到广泛的应用。
2 试验室技术要求
试验室主要由计算机控制系统、测量仪器仪表、环境工况调节机组组成，主要用于测量液位变送器温度、电压、电流、功率、耗电量等参数，计量特性如表1所示。
3 试验室环境温场校准
3.1 测量标准器及配套设备
标准设备的扩展不确定度应小于被校测量仪各参量#大允许误差觉对值的1/3，标准设备的测量范围和功能应完全覆盖被校测量仪的测量范围和功能。
3.2 环境温场布点要求及风速测量
校准点的位置应布放在试验室的三个校准面上，即上、中、下三层，中层位于试验室几何中心的平面上，上层距离中层的距离为（1000±50）mm，下层距离中层的距离为（1000±50）mm，校准点与试验室内壁的距离不小于各边长的1/10，遇风道时，此距离可加大，但不能大于500mm。温度校准点用1、2、3…表示，湿度校准点用H1、H2、H3表示，风速测量点用A、B、C…表示。环境温场校准点位置如图1所示。
3.3 校准方法
3.3.1 环境温度
按图1所示布放温度传感器，将试验室环境温湿度设定到需要校准的温湿度工况，确保控制环境温湿度的传感器正确放置于取样器内，且取样处空气流速不低于5m/s。依次开启循环风机、制冷压缩机、加热、加湿，工况调节稳定时间不少于2小时，待试验室工况稳定后开始读数，每2分钟记录所有测量点温度示值，记录时间不少于30分钟。
3.3.2 环境湿度
按图1所示布放湿度传感器，将试验室环境温湿度设定到需要校准的温湿度工况，确保控制环境温湿度的传感器正确放置于取样器内，且取样处空气流速不低于5m/s。湿球纱布缠绕铂电阻至少60mm，湿球纱布置于水中长度不少于20mm，给水槽中的水面距离温度计前端(25～30)mm，试验前应更换纱布及给水装置里的水。依次开启循环风机、制冷压缩机、加热、加湿，工况调节稳定时间不少于2小时，待试验室工况稳定后开始读数，每2分钟记录所有测量点湿度示值，记录时间不少于30分钟。
3.3.3 环境风速
按图1所示风速测量点，在测量位置上依照风速的流动方向，旋转风速计使风速计测得值为#大值的位置，每个点重复测量三次，取三次平均值作为当前位置的风速值，风速值应不大于0.25m/s。
4 数据处理与校准结果分析
4.1 数据处理
4.1.1 环境温度偏差
试验室在工况稳定状态下，显示温度平均值与试验室空间中心点实测温度平均值之差，用式（1）表示。
Δtd=td-to （1）
式中：
Δtd—环境温度偏差，℃；
to—中心点n次测量的平均值，℃；
td—试验室显示温度平均值，℃。
4.1.2 环境温度均匀性
试验室在工况稳定状态下，在30min内（每2min测量一次）每次测量中实测#高温度与#低温度之差的算术平均值，用式（2）表示。
4.1.3 环境温度波动度
试验室在工况稳定状态下，试验室空间中心点在30min内（每2min测量一次）实测#高温度与#低温度之差的一半，冠以“±”号，用式（3）表示。
4.1.4 环境相对湿度偏差
试验室在工况稳定状态下，显示相对湿度平均值与试验室空间中心点实测相对湿度平均值之差，用式（4）表示。
Δhd=hd-ho （4）
式中：
Δhd—环境相对湿度偏差，%RH；
ho—中心点n次测量的平均值，%RH；
hd—试验室显示相对湿度的平均值，%RH。
4.1.5 环境相对湿度均匀性
试验室在工况稳定状态下，在30min内（每2min测量一次）每次测量中实测#高相对湿度与#低相对湿度之差的算术平均值，用式（5）表示。
4.1.6 环境相对湿度波动度
试验室在工况稳定状态下，试验室空间中心点在30min内（每2min测量一次）实测#高相对湿度与#低相对湿度之差的一半，冠以“±”号，用式（6）表示。
4.2 校准结果分析
试验室环境工况以25℃，60%RH为例,表2为试验室工况稳定运行状态下测得的数据。
5 结语
本文讲述了家用液位变送器性能试验室环境温场的校准方法和数据处理，并通过实例分析了校准结果的计算过程。试验室环境温场的计量特性直接影响液位变送器性能测试的结果，因此选择合理有效的校准方法，客观评价试验室计量特性，可以减小或消除测量过程中环境条件对液位变送器测量结果的影响，提高测量结果的准确性和可靠性。
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