烙铁温度计校准方法优化方案浅析

前言：本站为你精心整理了烙铁温度计校准方法优化方案浅析范文，希望能为你的创作提供参考价值，我们的客服老师可以帮助你提供个性化的参考范文，欢迎咨询。

摘要：首先，分析了依据JJF1629—2017《烙铁温度计校准规范》对烙铁温度计的温度示值误差整体校准的优缺点；其次，提出了将烙铁温度计的显示仪部分和感温元件分开校准的优化方案；然后，以HAKKO-191烙铁温度计为例，分析了分部件校准带来的测量风险，并提出了控制测量风险的具体办法；最后，试验数据证明在校准烙铁温度计时可以只校准显示仪部分，感温元件使用次数过多或无法彻底地清除表面污物时，更换感温元件后无需重新送校。

关键词：烙铁温度计；整体校准；分部件校准

0引言

电烙铁是电子行业中必不可少的工具，在电子行业各个领域中得到了广泛的应用。电烙铁焊嘴温度即焊接温度是否准确，将直接影响焊接质量。烙铁温度计就是一种用于测量电烙铁焊嘴温度的专用温度计，它通常由感温元件、信号处理电路和温度显示仪等部分组成。一般采用镍铬－镍硅（K型）热电偶作为烙铁温度计的感温元件。

1温度示值误差的整体校准方案

为了保证校准烙铁温度计的规范性，国家质量监督检验检疫总局发布了JJF1629—2017《烙铁温度计校准规范》。该规范采用整体校准方案，以精密铂电阻温度计和稳定的温度源作为标准器，用比较法对烙铁温度计进行校准。校准原理框图如图1所示。整体校准方案就是将烙铁温度计的显示仪部分和感温元件作为一个整体进行校准，通过图1所示的校准原理得出烙铁温度计的整体测量误差。其优点是校准端面与测量端面一致，但是并不能否认感温元件对校准结果的影响。JJF1629—2017《烙铁温度计校准规范》提出校准前应清除焊锡和污物，检查感温元件的表面平整度。规范中特别强调感温元件存在一定的使用寿命，在多次使用后应及时地更换感温元件，校准技术机构在校准前要及时地与客户进行沟通和确认，并建议将烙铁温度计与感温元件配套使用，对新更换的感温元件进行标记和编号，同时在校准证书中说明情况（详见规范6.3.1附录D4.1）。从校准技术方面分析，整体校准方案具有先进性，此方案能够确定烙铁温度计包括感温元件的整体测量误差。但是，由于使用方频繁地更换烙铁温度计的感温元件后并不一定会重新校准，这时更换感温元件后带来的测量误差并没有在整体校准方案中得到解决。烙铁温度计感温元件的单价一般在2元左右，达到使用寿命（一般使用50次左右）或其表面附着的焊锡和污物不便清理、氧化发黑时则需更换以保证能够准确地测温。根据使用频次和使用条件，其更换时间从一天到一个月不等。一旦使用方更换了感温元件就要重新进行整体校准，这样不仅耽误了使用方的使用，而且也会给使用方带来额外的校准费用。

2温度示值误差的分部件校准方案

分部件校准方案提出只校准烙铁温度计的显示仪部分，这是将烙铁温度计当作温度二次仪表来进行校准的。依据JJF1664—2017《温度显示仪校准规范》采用标准直流信号作为标准器，给烙铁温度计输入对应的热电偶分度号的标称电量值，测得烙铁温度计在各个温度校准点上的示值误差。这种校准方法存在的缺陷是它没有考虑烙铁温度计的感温元件在校准时带来的测量误差。如何考虑并解决感温元件测量误差对烙铁温度计校准结果的影响是关键。市面上销售的烙铁温度计感温元件，通常为10根一组出售，是K型热电偶，厂家不会单独地给出感温元件的技术指标，而是给出烙铁温度计的整体误差，一般为±5℃，其感温元件的误差无法得知。为此我们以型号为HAKKO191的烙铁温度计为例，通过试验对感温元件的技术指标进行评估分析，了解感温元件的测量误差对烙铁温度计校准结果的影响程度。试验时，取一组10个感温元件，依据JJF1637—2017《廉金属热电偶校准规范》，通过补偿导线将感温元件与测温仪表连接，将感温元件的测量端放入恒温槽（或高温炉）中进行校准，采用精密铂电阻作为标准器，用比较法得出每个感温元件在每个校准点的示值并得出一组10个在不同温度校准点上的最大示值误差。用实验标准偏差的方法计算得出10个感温元件在每个校准点的一致性并得出一组10个在不同温度校准点上的最大批量一致性的结果，详细的试验数据如表1所示。根据表1的试验结果可以得出以下2个结论。a）感温元件在各个校准点的最大误差≤0.9℃。烙铁温度计的出厂说明书给出整体误差一般为±5℃，其整体误差（E总）来源于烙铁温度计的显示仪的误差（E表）和感温元件的误差（E线）差两个部分，由于两个部分的误差来源彼此独立不相关，因此其整体误差可以近似地等于显示仪表的误差和感温元件的误差两者的方和根，即：4.9℃；由于显示仪表的分辨率为1℃，所以可以近似地认为E表≤5℃即可。由此可见，感温元件的误差对烙铁温度计整体误差的贡献非常小。b）感温元件在各个校准点的批量一致性＜0.2℃，远小于烙铁温度计允差的1/10，对烙铁温度计整体误差的影响极其微小，由此可见，如果感温元件因为使用次数频繁需要更换时，更换同一型号的感温元件对其结果的影响是可以忽略不计的。

3结束语

通过以上方案的比较，证明使用方送校烙铁温度计时可以考虑只送显示仪部分，在保证显示仪部分合格的情况下，感温元件使用次数过多或无法彻底地清除表面污物时，及时地更换同型号的感温元件即可。在对烙铁温度计温度测量性能要求较高的情况下，也可以采取本文提出的分部件校准的方法进一步地定量评估校准感温元件的测量不确定度，通过测量不确定度合成的方法得出烙铁温度计整体温度测量结果的不确定度，从而定量地分析感温元件测量误差对电烙铁焊嘴温度测量的影响。由此可见此优化方案不仅不耽误客户的日常使用，也为客户节约了校准成本，既紧密结合客户的使用需求，又能满足校准量传要求，因此具有可行性和有效性。

作者:詹惠贞 丁翔 单位:工业和信息化部电子第五研究所