温度试验中常见的技术错误：读取试验箱屏幕上的温度，得出结论认为样品已处于正确的条件下，而样品的实际温度仍在达到要求的水平，或者由于设备在通电时自热而超过了要求的水平。
本文介绍了根据 IEC 60068-3-7 的指导对负载室内的样品进行温度测量的原理以及必须记录的要点。
1. 为什么试验箱温度不是样品温度？
三个原因：
- 样品的热惯性：大量样品需要时间让内部温度达到环境水平。试验箱只需几分钟即可达到液位，而样品则需要数十分钟或更长时间。
- 自加热：通电的设备会产生热量，从而在样品温度和试验箱温度之间产生差异。
- 局部差异：试验箱大，温度不均匀；同一个试验箱可以有更冷和更热的位置。
推论：任何关于“样品在时间 T 内受到条件 X”的结论都需要样品的温度数据，而不是试验箱温度的数据集。
2. IEC 60068-3-7 有何指示？
该标准的这一部分提供了有关在负载温度室中测量温度的指南 – 即当室包含试验样品或模拟负载时。相关核心内容：
- 如何安排温度测量以准确反映样品所处的条件。
- 负载（样品）对室内温度分布的影响。
- 确定样品何时达到所需温度条件的原理。
换句话说：60068-3-7 是一个文件，让温度试验不成为“环境测量，样品结论”。
3. 温度传感器放置在样品上的原理
| 原理 | 怎么做 | 为什么？ |
|---|---|---|
| 置于代表性位置 | 选择特征热点：靠近发热部件、质量较大的块、达到温度最慢的位置 | 最慢的点决定了达到平衡所需的时间 |
| 牢固地附着在样品上 | 固定传感器，确保良好的热接触 | 单独的传感器或接触不良将测量空气温度，而不是样品 |
| 与室壁隔离 | 不要让传感器或电线接触室壁 | 避免测量试验箱表面温度而不是样品温度 |
| 根据需要使用多个传感器 | 代表点至少有一个传感器；在可疑点添加传感器 | 检测样品中的热梯度 |
| 记录地点 | 绘制传感器位置地图并将其存档 | 确保结果可重复 |
4. 自热及模拟负载
当设备在通电状态下进行试验时，样品的实际温度可能高于试验箱温度。根据目标，需要从两个方向之一进行处理：
- 补偿：设置试验箱温度，使样品上代表点的温度达到所需水平。该方法模拟使用条件，但需要对样品进行测量。
- 不通电试试：评估可行性，消除自热的影响。
对于试验不活跃的样品但需要模拟热负载（例如，具有许多组件的集群），一些试验实验室使用它下载模拟— 该零件的质量和热量分布与真实样品相似。使用模拟负载时，必须明确说明负载的特性和使用原因，因为结果并不评估真实产品的功能。
| 传感器放置/负载处理错误 | 后果 |
|---|---|
| 传感器放置在试验箱气氛中，不附着在样品上 | 报告样本符合条件，但实际上并不符合条件 — 结论过于乐观 |
| 传感器安装在最有可能接触热量的位置 | 样品其他区域的保持时间不够 |
| 传感器接触室壁或金属托盘 | 测量设备表面温度，而不是样品温度 |
| 不包括自加热 | 样品承受高于要求的温度，在不适当的条件下可能会造成损伤 |
| 没有记录传感器位置 | 结果无法在下次选取中重现 |
5. 确定维护时间
保持时间必须足以使样品达到热平衡，而不仅仅是使试验箱达到设定温度。如何判断真实性：
- 将传感器放置在样品上的代表点处。
- 在整个热传递过程中监控样品温度。
- 确定样品温度何时稳定在允许范围内。
- 从该点开始计算维护时间（或根据请求指定）。
- 记录整个温度曲线作为证据。
对于大样本或多金属簇，时间差可能很大。这也是检测室选择设备和规划时间的依据。
6. 记录文件
| 部分 | 内容 |
|---|---|
| 传感器位置图 | 样品上的位置、传感器数量、传感器类型 |
| 随时间变化的温度数据 | 室温度和样品温度，记录频率 |
| 负载特性 | 电源状态、承受能力、模拟负载（如果有） |
| 确认腔体承受能力 | 结果证实了有负载和无负载时的温度均匀性 |
| 维护时间 | 如何确定开始和结束时间 |
7. 常见错误
- 仅记录试验箱的设定温度报告中没有样本温度数据。
- 不确认负载下的试验箱承受能力，导致温度均匀性不可靠。
- 将传感器放置在方便的位置而不是代表职位。
- 忽略自热与主动设备。
- 未记录传感器类型和安装方法。降低反应能力。
- 对多个样品使用相同的测量点而样品位于试验箱中的不同位置。
8. 常见问题
是否必须测量样品的温度？
为了对样本所处的条件得出可靠的结论，需要这些数据。对于小样本和低热质量，差异可能很小；但对于大型样本或动力设备，忽略此测量通常会导致错误的结论。
多少个传感器就足够了？
代表点至少有一个传感器。应在怀疑存在热梯度的点或主要发热部件处添加传感器。
如何证明样品已达到热平衡？
监测代表点温度；当规定时间内温度变化在允许范围内时，认为样品已达到热平衡。
可以使用模拟负载代替真实样本吗？
仅用于试验箱承受能力验证目的或无法使用真实样品时。模拟负载的结果不能替代真实产品的试验结果。
如何处理样品温度超过要求的水平？
记录现象，确定原因（自加热、试验箱控制误差、安装误差），并评估对试验有效性的影响。如果条件不成立，则必须重复试验。
如果实验室没有测量程序，我应该从哪里开始？
从确认装载室的承受能力，到根据每种样品的特性建立放置传感器、记录数据和确定保留时间的流程。
9. 结论
测量样品温度是将温度试验从“设备操作”转变为“技术证明”的步骤。室温度为输入条件；样品温度是产品实际承受的条件。
要做三件事：将传感器放置在代表性点并记录位置；保存试验箱和样品随时间变化的温度数据；并在试验电动设备时包括自加热。
参考资料
- IEC 60068-3-7 — 负载温度室中的测量指南。
- IEC 60068-3-5 和 60068-3-6 — 温度室和热湿室功能的验证。
- IEC 60068-3-11 — 试验箱内气候条件的不确定性。
- IEC 60068-2-1、2-2、2-14 — 温度试验。
- ISO/IEC 17025 — 试验和校准实验室能力的一般要求。
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