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摘要：首先，分析了依據(jù)JJF1629—2017《烙鐵溫度計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范》對烙鐵溫度計(jì)的溫度示值誤差整體校準(zhǔn)的優(yōu)缺點(diǎn)；其次，提出了將烙鐵溫度計(jì)的顯示儀部分和感溫元件分開校準(zhǔn)的優(yōu)化方案；然后，以HAKKO-191烙鐵溫度計(jì)為例，分析了分部件校準(zhǔn)帶來的測量風(fēng)險(xiǎn)，并提出了控制測量風(fēng)險(xiǎn)的具體辦法；最后，試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明在校準(zhǔn)烙鐵溫度計(jì)時(shí)可以只校準(zhǔn)顯示儀部分，感溫元件使用次數(shù)過多或無法徹底地清除表面污物時(shí)，更換感溫元件后無需重新送校。

關(guān)鍵詞：烙鐵溫度計(jì)；整體校準(zhǔn)；分部件校準(zhǔn)

0引言

電烙鐵是電子行業(yè)中必不可少的工具，在電子行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。電烙鐵焊嘴溫度即焊接溫度是否準(zhǔn)確，將直接影響焊接質(zhì)量。烙鐵溫度計(jì)就是一種用于測量電烙鐵焊嘴溫度的專用溫度計(jì)，它通常由感溫元件、信號處理電路和溫度顯示儀等部分組成。一般采用鎳鉻－鎳硅（K型）熱電偶作為烙鐵溫度計(jì)的感溫元件。

1溫度示值誤差的整體校準(zhǔn)方案

為了保證校準(zhǔn)烙鐵溫度計(jì)的規(guī)范性，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布了JJF1629—2017《烙鐵溫度計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范》。該規(guī)范采用整體校準(zhǔn)方案，以精密鉑電阻溫度計(jì)和穩(wěn)定的溫度源作為標(biāo)準(zhǔn)器，用比較法對烙鐵溫度計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)原理框圖如圖1所示。整體校準(zhǔn)方案就是將烙鐵溫度計(jì)的顯示儀部分和感溫元件作為一個(gè)整體進(jìn)行校準(zhǔn)，通過圖1所示的校準(zhǔn)原理得出烙鐵溫度計(jì)的整體測量誤差。其優(yōu)點(diǎn)是校準(zhǔn)端面與測量端面一致，但是并不能否認(rèn)感溫元件對校準(zhǔn)結(jié)果的影響。JJF1629—2017《烙鐵溫度計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范》提出校準(zhǔn)前應(yīng)清除焊錫和污物，檢查感溫元件的表面平整度。規(guī)范中特別強(qiáng)調(diào)感溫元件存在一定的使用壽命，在多次使用后應(yīng)及時(shí)地更換感溫元件，校準(zhǔn)技術(shù)機(jī)構(gòu)在校準(zhǔn)前要及時(shí)地與客戶進(jìn)行溝通和確認(rèn)，并建議將烙鐵溫度計(jì)與感溫元件配套使用，對新更換的感溫元件進(jìn)行標(biāo)記和編號，同時(shí)在校準(zhǔn)證書中說明情況（詳見規(guī)范6.3.1附錄D4.1）。從校準(zhǔn)技術(shù)方面分析，整體校準(zhǔn)方案具有先進(jìn)性，此方案能夠確定烙鐵溫度計(jì)包括感溫元件的整體測量誤差。但是，由于使用方頻繁地更換烙鐵溫度計(jì)的感溫元件后并不一定會(huì)重新校準(zhǔn)，這時(shí)更換感溫元件后帶來的測量誤差并沒有在整體校準(zhǔn)方案中得到解決。烙鐵溫度計(jì)感溫元件的單價(jià)一般在2元左右，達(dá)到使用壽命（一般使用50次左右）或其表面附著的焊錫和污物不便清理、氧化發(fā)黑時(shí)則需更換以保證能夠準(zhǔn)確地測溫。根據(jù)使用頻次和使用條件，其更換時(shí)間從一天到一個(gè)月不等。一旦使用方更換了感溫元件就要重新進(jìn)行整體校準(zhǔn)，這樣不僅耽誤了使用方的使用，而且也會(huì)給使用方帶來額外的校準(zhǔn)費(fèi)用。

2溫度示值誤差的分部件校準(zhǔn)方案

分部件校準(zhǔn)方案提出只校準(zhǔn)烙鐵溫度計(jì)的顯示儀部分，這是將烙鐵溫度計(jì)當(dāng)作溫度二次儀表來進(jìn)行校準(zhǔn)的。依據(jù)JJF1664—2017《溫度顯示儀校準(zhǔn)規(guī)范》采用標(biāo)準(zhǔn)直流信號作為標(biāo)準(zhǔn)器，給烙鐵溫度計(jì)輸入對應(yīng)的熱電偶分度號的標(biāo)稱電量值，測得烙鐵溫度計(jì)在各個(gè)溫度校準(zhǔn)點(diǎn)上的示值誤差。這種校準(zhǔn)方法存在的缺陷是它沒有考慮烙鐵溫度計(jì)的感溫元件在校準(zhǔn)時(shí)帶來的測量誤差。如何考慮并解決感溫元件測量誤差對烙鐵溫度計(jì)校準(zhǔn)結(jié)果的影響是關(guān)鍵。市面上銷售的烙鐵溫度計(jì)感溫元件，通常為10根一組出售，是K型熱電偶，廠家不會(huì)單獨(dú)地給出感溫元件的技術(shù)指標(biāo)，而是給出烙鐵溫度計(jì)的整體誤差，一般為±5℃，其感溫元件的誤差無法得知。為此我們以型號為HAKKO191的烙鐵溫度計(jì)為例，通過試驗(yàn)對感溫元件的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行評估分析，了解感溫元件的測量誤差對烙鐵溫度計(jì)校準(zhǔn)結(jié)果的影響程度。試驗(yàn)時(shí)，取一組10個(gè)感溫元件，依據(jù)JJF1637—2017《廉金屬熱電偶校準(zhǔn)規(guī)范》，通過補(bǔ)償導(dǎo)線將感溫元件與測溫儀表連接，將感溫元件的測量端放入恒溫槽（或高溫爐）中進(jìn)行校準(zhǔn)，采用精密鉑電阻作為標(biāo)準(zhǔn)器，用比較法得出每個(gè)感溫元件在每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的示值并得出一組10個(gè)在不同溫度校準(zhǔn)點(diǎn)上的最大示值誤差。用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差的方法計(jì)算得出10個(gè)感溫元件在每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的一致性并得出一組10個(gè)在不同溫度校準(zhǔn)點(diǎn)上的最大批量一致性的結(jié)果，詳細(xì)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。根據(jù)表1的試驗(yàn)結(jié)果可以得出以下2個(gè)結(jié)論。a）感溫元件在各個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的最大誤差≤0.9℃。烙鐵溫度計(jì)的出廠說明書給出整體誤差一般為±5℃，其整體誤差（E總）來源于烙鐵溫度計(jì)的顯示儀的誤差（E表）和感溫元件的誤差（E線）差兩個(gè)部分，由于兩個(gè)部分的誤差來源彼此獨(dú)立不相關(guān)，因此其整體誤差可以近似地等于顯示儀表的誤差和感溫元件的誤差兩者的方和根，即：4.9℃；由于顯示儀表的分辨率為1℃，所以可以近似地認(rèn)為E表≤5℃即可。由此可見，感溫元件的誤差對烙鐵溫度計(jì)整體誤差的貢獻(xiàn)非常小。b）感溫元件在各個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的批量一致性＜0.2℃，遠(yuǎn)小于烙鐵溫度計(jì)允差的1/10，對烙鐵溫度計(jì)整體誤差的影響極其微小，由此可見，如果感溫元件因?yàn)槭褂么螖?shù)頻繁需要更換時(shí)，更換同一型號的感溫元件對其結(jié)果的影響是可以忽略不計(jì)的。

3結(jié)束語

通過以上方案的比較，證明使用方送校烙鐵溫度計(jì)時(shí)可以考慮只送顯示儀部分，在保證顯示儀部分合格的情況下，感溫元件使用次數(shù)過多或無法徹底地清除表面污物時(shí)，及時(shí)地更換同型號的感溫元件即可。在對烙鐵溫度計(jì)溫度測量性能要求較高的情況下，也可以采取本文提出的分部件校準(zhǔn)的方法進(jìn)一步地定量評估校準(zhǔn)感溫元件的測量不確定度，通過測量不確定度合成的方法得出烙鐵溫度計(jì)整體溫度測量結(jié)果的不確定度，從而定量地分析感溫元件測量誤差對電烙鐵焊嘴溫度測量的影響。由此可見此優(yōu)化方案不僅不耽誤客戶的日常使用，也為客戶節(jié)約了校準(zhǔn)成本，既緊密結(jié)合客戶的使用需求，又能滿足校準(zhǔn)量傳要求，因此具有可行性和有效性。

作者:詹惠貞 丁翔 單位:工業(yè)和信息化部電子第五研究所