前言
最近有朋友前来咨询某高温测试设备的仪器仪表补偿问题,因为没有相关标准可以参考,只能借鉴航空里最常用的高温测量规范AMS2750。现行版本已经到G版了,于2022年6月修订发布,内容覆盖了仪器仪表的补偿问题。
本文在咨询了航空业内资深专家对AMS2750的解读后,整理并发表。
关于补偿(Offset)
补偿是针对仪器仪表而言的。为了改变所需的设置温度点,或者改变仪器仪表计算出的温度显示值,就要对仪器仪表进行调整,可以是人工手动的方法,也可以是电子的。这个调整就是补偿。
有时候,仪器仪表的制造商也称之为偏差(bias)、输入修正(input shift)等,指的是仪器仪表调整时增加、去处或者改变补偿的行为。没有本质区别,并未统一,因此需要留意厂家的用词。
在实际补偿过程中,又有两种情形:一个是修正补偿(Correction offset), 另一个是修改补偿(Modification offset)。修正补偿用于将仪表调节到名义温度,而修改补偿是故意而为之,是为了将温度均匀性调节到设置温度。
规范中相关条款将修正补偿和修改补偿写在一起,主要是3.2.6章节。两者的共同要求包括:
1. 如果仪器仪表使用修正或者修改补偿,要有流程文件详细描述何时使用相关补偿,以及如何使用的。(3.2.6.1.1)
2. 修正补偿或者修改补偿可以通过外部调节即人工调节,或者内部调节即电子调节,补偿值必须包含在校准、SAT和TUS文件中。(3.2.6.1.3)
规范中有的条款讲修正补偿、修改补偿写在一起,但还有一些条款分散在其它地方,比较晦涩难懂。下文将两者分开进行阐述,并分别讨论两者在SAU、TUS中的使用注意事项。
修正补偿(Correction offset)
对仪器仪表进行人工的或电子的调整,以弥补测量系统(仪器仪表,延长线/连接插头,传感器)的已知误差,以使系统更加精确。
AMS2750中的相关条款如下:
1. 控温和记录仪表在做SAT时可以修正补偿,不超过表15或16。 (3.2.6.1.6)
2. 最大的累计修正补偿不超过炉温均匀性公差 (3.2.6.1.2)
3. 负载偶系统用于生产的时候,可以修正补偿,不能修改补偿。 (3.2.6.1.7)
4. 如果引入、删除或改变修正补偿时,需要重新SAT。 (3.4.2.3)
修改补偿(Modification offset)
对仪器仪表进行人工的或电子的调整以弥补已知情况,例如但不限于偏态的 TUS结果,或放置在坩埚或马弗炉中的控温偶。
AMS2750中的相关条款如下:
1. 仪器仪表可以使用修改补偿。当在生产中使用修改补偿时,首先要把这些修改补偿值记录在册,然后对校准过的仪表的读数进行修正。(3.2.3.7)
2. SAT不能做修改补偿。(3.2.6.1.6)
3. 为了保TUS,可以做控温仪表修改补偿,但要求不超过表15或16。(3.2.6.1.4)
4. TUS的修改补偿不能在记录仪通道进行,除非是用于记录控温偶的温度的通道。(3.2.6.1.5)
5. 负载偶测温系统用于生产的时候,可以修正补偿,不能修改补偿。 (3.2.6.1.7)
SAT与修正补偿/修改补偿
首先,我们来看看SAT 时允许的修正补偿/修改补偿的情况(3.4.4.4)
1. 内部的修改补偿,适用于控温仪表和控温记录通道仪表,单独修 TUS 偏态。
例如:从控温仪表读数为1000℃,这里有 -3℃的修改补偿,通过电子修改在控温仪表里,那就应该是在计算SAT差值前,将1000+3=1003℃。
注:关于SAT差值计算,请参考
2. 事先规定的人工修正补偿,到控温仪表或记录仪表用于修 SAT 差值。
例如:控温仪表读数为1352℃,有+2℃的 SAT修正补偿是通过人工修订的,那控温读应该1352-2=1350℃,用于计算SAT差值。
我们再来看看SAT 禁止的修改补偿。 (3.4.5),以及SAT合格或失败的要求(3.4.10)。
1. 控温仪表为修订 TUS 偏态,外部(手工的)的修改补偿。这些手工的修改补偿 不会影响 SAT 差值。
例如:控温仪表读数为1905℃,为了TUS,其中有+5℃的修改补偿通过人工修订。那么,控温仪表读数1905℃在SAT 计算时直接使用。
2. 不允许使用修改补偿去获得合格的 SAT (3.4.10.1)
3. 仪表(包括控温或记录仪表校准的任何修正补偿)的重新校准在表15或16的最大限制范围是允许的。应评估此调整对整个工作温度范围的影响。修正补偿不会导致其它 SAT 或 TUS 失败的客观证据必须记录好。(3.4.10.4)
TUS与修正补偿/修改补偿
如果TUS失败了,纠正措施必须使用修改补偿。此时当工作温度范围超过165℃时,必须在使用修改补偿的温度最高或最低点重新做TUS。同样,带修改补偿的条件下,温度间隔不能超过335℃。(3.5.14.1.9)
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