This document is developed in accordance with the rules given in GB/T 1.1-2020 Directives for standardization - Part 1: Rules for the structure and drafting of standardizing documents.
This document is Part 5 of GB/T 2424. The components of standard GB/T 2424 are given in Annex NA.
This document partially replaces GB/T 2424.5-2006 Environmental tests for electric and electronic products - Confirmation of the performance of temperature chambers. In addition to structural adjustment and editorial changes, the following main technical changes have been made with respect to GB/T 2424.5-2006:
a) The term and definition of "temperature extremes" is deleted (see 3.10 in Edition 2006);
b) The content of "test area environment" is simplified (see 4.1, 4.1 of Edition 2006);
c) "Determination of temperature performance" is deleted (see 4.5 of Edition 2006);
d) "Measurement method is added" (see 4.5);
e) The content of Chapter 5 of the 2006 edition is adjusted to 4.6.
This part, by means of translation, is identical to IEC 60068-3-5:2018 Environmental testing - Part 3-5: Supporting documentation and guidance - Confirmation of the performance of temperature chambers.
The Chinese document consistent and corresponding with the normative international document in this Documentation is as follows:
——GB/T 2424.7-2006, Environmental tests for electric and electronic products - Measurements in temperature chambers for tests A and tests B (with load) (IEC 60068-3-7:2001, IDT);
——GB/T 2424.27-2013, Environmental testing - Supporting documentation and guidance - Calculation of uncertainty of conditions in climatic test chambers (IEC 60068-3-11:2007, IDT).
The following editorial changes have been made in this document:
——The name of this document is changed to Environmental testing - Part 3: Supporting documentation and guidance - Confirmation of the performance of temperature chambers;
——An annex "Components of the standard GB/T 2424" is added (see Annex NA).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. The issuing body of this document shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
This document was proposed and is under the jurisdiction of SAC/TC 8 National Technical Committee on Environmental Conditions and Testing for Electric and Electronic Products and of Standardization Administration of China.
The previous editions of this standard are as follows:
——This standard was issued in 2006 as first edition (GB/T 2424.5-2006).
——This edition is the first revision.
Introduction
IEC 60068 (all parts) contains fundamental information on environmental testing procedures and severities.
The expression "environmental conditioning" or "environmental testing" covers the natural and artificial environments to which components or equipment may be exposed so that an assessment can be made of their performance under conditions of use, transport and storage to which they may be exposed in practice.
Temperature chambers used for "environmental conditioning" or "environmental testing" are not described in any publication, although the method of maintaining and measuring temperature and/or humidity has a great influence on test results. The physical characteristics of temperature chambers can also influence test results.
In this series of standards, each document of GB/T 2424 Environmental testing - Part 3: Supporting documentation and guidance - Confirmation of the performance of temperature chambers gives a set of background information for environmental testing.
Since 1981, GB/T 2424 has successively issued more than 20 documents (13 current national standards, 12 of which use IEC 60068 Environmental Test). The current components of GB/T 2424 are detailed in Appendix NA.
This revision of GB/T 2424.5 uses the translation method to be equivalent to the use of IEC 60068-3-5: 2018 Environmental testing - Part 3-5: Supporting documentation and guidance - Confirmation of the performance of temperature chambers. The revised version is consistent with international standards. Maintaining the same level will help eliminate technical trade barriers and better promote trade, exchanges and technical cooperation.
Environmental testing - Part 3: Supporting documentation and guidance - Confirmation of the performance of temperature chambers
1 Scope
This document provides a uniform and reproducible method of confirming that temperature test chambers, without specimens, conform to the requirements specified in climatic test procedures of IEC 60068-2 (all parts) and other standards. This document is intended for users when conducting regular chamber performance monitoring.
2 Normative references
The following documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
IEC 60068-2 (all parts) Environmental testing - Part 2: Tests
IEC 60068-3-7 Environmental testing - Part 3-7: Supporting documentation and guidance - Measurements in temperature chambers for tests A and B (with load)
IEC 60068-3-11 Environmental testing - Part 3-11: Supporting documentation and guidance - Calculation of uncertainty of conditions in climatic test chambers
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
IEC Electropedia: available at http://www.electropedia.org/
ISO Online browsing platform: available at http://www.iso.org/obp
3.1
temperature test chamber
enclosure or space in some parts of which the temperature conditions, specified in IEC 60068-2 (all parts), can be achieved
3.2
temperature setpoint
desired temperature as set by the test chamber control system
3.3
achieved temperature
stabilized temperature which desired temperature at the centre of the working space achieves within specified tolerance
3.4
temperature stabilization
state of maintaining temperature within specified tolerance during specified time at specified points in the working space
3.5
temperature fluctuation
difference, after stabilization, between the maximum and minimum temperatures at specified point in the working space during a specified interval of time
Note: For calibration, the centre point of working space may be used.
3.6
working space
part of the chamber in which the specified conditions can be maintained within the specified tolerances
Note: See Figure 1 and Table 1.
Figure 1 Working space
Table 1 Practical dimensions
Size Volume (L) Distance X mm X (min.)/mm
Small <1000 L/10 50
Middle 1000~2000 L/10 100
Large >2000 L/10 150
Note: Not all chambers are cubic in construction.
3.7
temperature gradient
maximum difference in mean value, after stabilization, at any moment in time between two separate points in the working space
3.8
temperature variation in space
difference in mean value, after stabilization, at any moment in time between the temperature at the centre of the working space and at any other point in the working space
3.9
temperature rate of change
rate, in kelvin per minute, for the transition between two specified temperatures measured at the centre of the working space
Note: see Figure 2.
Figure 2 Example of temperature differences
4 Measuring test chamber performances
4.1 Test area environment
The environment around a temperature test chamber may influence the conditions inside the test chamber.
The confirmation of performance of temperature chambers should be carried out under standard atmospheric conditions specified in IEC 60068-1.
4.2 Temperature measurement system
The uncertainty of measurement of the output of the measurement system should be determined by calibration of the system, traceable to international standards (see ISO 10012).
The temperature sensors may be either calibrated platinum resistors or a thermocouple. The thermal response time of the sensors shall be within a minimum of 10 s and a maximum of 40 s for 50 % of response. It is preferred that the thermal response time of the entire measurement system to be less than 40 s. The use of sensors that are compliant to IEC 60584-1 tolerance class 1 (for thermocouples) or IEC 60751 tolerance class A (for resistors) is recommended.
4.3 Test load
All measurements described in 4.5 are performed with an empty working space. For measuring with test specimens (with or without heat dissipation), see IEC 60068-3-7.
4.4 Specified location of temperature sensors in working space
Temperature measuring sensors are located in each corner and in the centre of the working space (see Figure 3, minimum 9 sensors). For temperature chambers over 2000 L, additional sensors should be located in front of the centre of each wall (see Figure 4, minimum 15 sensors). The measuring system is to be arranged in such a way that the temperature distribution of the empty test chamber will not be affected.
For a large capacity chamber, there may be a significant difference between the temperature control sensor(s) and the temperature at the centre of the working space. It may be necessary to adjust the temperature setting to achieve the necessary tolerance.
For confirmation monitoring, data shall be recorded at least once a minute. The device used for recording data from the test chamber monitoring sensors shall be independent of the test chamber control system.
Foreword I
Introduction III
1 Scope
2 Normative references
3 Terms and definitions
4 Measuring test chamber performances
5 Information to be given in the performance test report
Annex NA (Informative) Components of the standard GB/T
Bibliography
Figure 1 Working space
Figure 2 Example of temperature differences
Figure 3 Location of sensors for temperature chambers up to 2000 L
Figure 4 Location of minimal additional sensors for temperature chambers over 2000 L
Figure 5 Example of achieved temperature
Figure 6 Example of temperature stabilization for chambers up to 2000 L
Figure 7 Example of temperature fluctuation
Figure 8 Example of temperature gradient for chambers up to 2000 L
Figure 9 Example of temperature gradient for chambers <2000 L
Figure 10 Example of temperature rate of change
Table 1 Practical dimensions
ICS 19.040
CCS K 04
GB
中華人民共和國國家標準
GB/T 2424.5—2021/IEC 60068-3-5：2018
代替GB/T 2424.5—2006
環境試驗 第3部分：支持文件及導則溫度試驗箱性能確認
Environmental testing—Part3 ：Supporting documentation and guidance—Confirmation of the performance of temperature chambers
(IEC 60068-3-5：2018，Environmental testing—Part 3-5：Supporting documentation and guidance—Confirmation of the performance of temperature chambers，IDT)
2021-05-21發布 2021-12-01實施
國家市場監督管理總局
國家標準化管理委員會 發布
前言
本文件按照 GB/T1.1—2020《標準化工作導則 第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。
本文件是GB/T2 424的第5部分。GB/T 2424的組成部分見附錄NA。
本文件代替GB/T 2424.5—2006《電工電子產品環境試驗 溫度試驗箱性能確認》，與GB/T 2424.5—2006相比，除結構調整與編輯性改動外，主要技術變化如下：
a) 刪除了術語和定義的“溫度極值”(見2006年版的3.10)；
b) 簡化了“測量場所的環境”的內容(見4.1，2006年版的4.1)；
c) 刪除了“溫度性能測定”(見2006年版的4.5)；
d) 增加了“測量方法”(見4.5)；
e) 將2006年版第5章的內容調整至4.6。
本文件使用翻譯法等同采用IEC 60068-3-5：2018《環境試驗 第3-5部分：支持文件及導則 溫度試驗箱性能確認》。
與本文件中規范性引用的國際文件有一致性對應關系的我國文件如下：
——GB/T 2424.7—2006 電工電子產品環境試驗 試驗A和B(帶負載)用溫度試驗箱的測量(IEC 60068-3-7：2001，IDT)；
——GB/T 2424.27—2013 環境試驗 支持文件和指南 溫濕度試驗箱不確定度計算(IEC 60068-3-11：2007，IDT)。
本文件做了下列編輯性修改：
——本文件名稱改為《環境試驗 第3部分：支持文件及導則 溫度試驗箱性能確認》；
——增加了附錄“GB/T 2424標準的組成部分”(見附錄NA)。
請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。
本文件由全國電工電子產品環境條件與環境試驗標準化技術委員會(SAC/TC 8)提出并歸口。
本文件及其所代替文件的歷次版本發布情況為：
——2006年首次發布為GB/T 2424.5—2006；
——本次為第一次修訂。
引言
IEC 60068(所有部分)包含有關環境試驗程序和嚴酷度的基本信息。
“環境調節”或“環境試驗”一詞表示的是設備或零部件在實際可能所處的使用、運輸和貯存的自然或人工環境下的性能評估。
盡管維持和測量溫度和/或濕度的方法對試驗結果的影響很大，但是任何出版物中都未描述用于“環境調節”或“環境試驗”的溫度箱。溫度箱的物理特性也會影響試驗結果。
在該系列標準中，GB/T 2424《環境試驗 第3部分：支持文件及導則》每個文件分別給出了一組環境試驗的背景資料。
1981年以來，GB/T 2424先后發布了20余項文件(現行國家標準13項，其中12項采用IEC 60068《環境試驗》)，現行GB/T2424組成部分詳見附錄NA。
本次對GB/T 2424.5的修訂，使用翻譯法等同采用IEC 60068-3-5：2018《環境試驗 第3-5部分：支持文件及導則 溫度試驗箱性能確認》，修訂后與國際標準的水平保持一致，有利于消除技術性貿易壁壘，更好地促進貿易、交流及技術合作。
環境試驗 第3部分：支持文件及導則溫度試驗箱性能確認
1 范圍
本文件提供了一種統一的可再現的方法，用于確認溫度試驗箱在沒有負載的情況下是符合IEC 60068-2(所有部分)氣候試驗方法及其他標準規定的要求。本文件適用于用戶進行常規的試驗箱性能監測。
2 規范性引用文件
下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
IEC 60068-2(所有部分) 環境試驗 第2部分：試驗(Environmental testing—Part 2：Tests)
IEC 60068-3-7 環境試驗 第3-7部分：支持文件及導則 試驗A(低溫)和B(高溫)(帶負載)用溫度箱測量[Environmental testing—Part 3-7：Supporting documentation and guidance—Measurements in temperature chambers for tests A (Cold) and B (Dry heat)(with load)]
IEC 60068-3-11 環境試驗 第3-11部分：支持文件及導則 氣候試驗箱的不確定度計算(Environmental testing—Part 3-11：Supporting documentation and guidance—Calculation of uncertainty of conditions in climatic test chambers)
3 術語和定義
下列術語和定義適用于本文件。
本文件使用的主要ISO和IEC的技術數據的網址如下：
IEC電子百科：http:///www.electropedia.org/
ISO在線瀏覽平臺：http:///www.iso.org/obp
3.1
溫度試驗箱 temperature test chamber
封閉體或空間，其中某部分能達到IEC 60068-2(所有部分)規定的溫度條件。
3.2
溫度設定值 temperature setpoint
通過試驗箱控制系統設定的期望溫度。
3.3
達到溫度 achieved temperature
穩定后，工作空間中心的溫度達到并維持在設定值的給定容差內。
3.4
溫度穩定 temperature stabilization
在規定時間內，工作空間內所有點的溫度達到并維持在溫度設定值的給定容差內。
3.5
溫度波動度 temperature fluctuation
穩定后，在規定的時間間隔內，工作空間中指定點的最高與最低溫度之差。
注：校準時，可使用工作空間的中心點。
3.6
工作空間 working space
試驗箱的一部分，并能將規定條件維持在規定容差內。
注：見圖1和表1。
圖1 工作空間
表1 實際尺寸
規格 容積L 距離X mm X(min.) mm
小 ＜1000 L/10 50
中 1000～2000 L/10 100
大 ＞2000 L/10 150
注：并非所有的試驗箱都是立方體結構。
3.7
溫度梯度 temperature gradient
穩定后，在規定時間間隔內，工作空間內兩點之間溫度平均值的最大差值。
3.8
空間溫度差 temperature variation in space
穩定后，在規定時間間隔內，工作空間中心與工作空間其他點的溫度平均值之差。
3.9
溫度變化速率 temperature rate of change
在工作空間中心測得的兩個規定溫度之間的轉變速率，以開爾文每分(K/min)為單位。
注：見圖2。
溫度
工作空間中心點以外的溫度波動度(見3.5)
工作空間中心點的溫度波動度(見3.6)
工作空間中心點以外的溫度波動度(見3.5)
時間
空間溫度差(見3.8)
溫度梯度(見3.7)
圖2 溫差示例
4 試驗箱性能的測量
4.1 測量場所的環境
溫度試驗箱周圍的環境可能會影響試驗箱內的條件。
溫度試驗箱性能確認宜在IEC 60068-1規定的標準大氣條件下進行。
4.2 溫度測量系統
由測量系統引入的測量不確定度應由系統的校準來確定，可溯源至ISO 10012。
一般來說，溫度傳感器應為校準的鉑電阻或熱電偶。傳感器50％響應時間應在10s～40s之間。整個系統的響應時間應小于40s。推薦使用符合IEC 60584-1的1級允差(用于熱電偶)或IEC 60751的允差等級A(用于鉑電阻)的傳感器。
4.3 試驗負載
4.5中所述所有測量都是在空載的工作空間中進行的。對于有負載(散熱或非散熱)時的測量見IEC 60068-3-7。
4.4 溫度傳感器的布放
溫度測量傳感器布放在工作空間每個角和中心(見圖3，至少9個傳感器)。對于2000L以上的溫度試驗箱(見圖4，至少15個傳感器)，應在每個箱壁中心的正前方布放附加傳感器。測量系統的布置不應影響空載試驗箱的溫度分布。
對于大容積試驗箱，溫度控制傳感器與工作空間中心處的溫度可能存在顯著差異。可能需要調整溫度設定達到要求容差。
對于確認監測，應至少每分鐘記錄一次數據。試驗箱監測傳感器的數據記錄裝置應當獨立于試驗箱控制系統。
圖3 2000L以下容積的溫度試驗箱內的溫度傳感器的布放位置
圖4 2000L以上容積的溫度試驗箱內的配置最少附加溫度傳感器的布放位置
4.5 測量方法
4.5.1 概述
在試驗箱穩定之后，工作空間的達到溫度、溫度波動度和溫度梯度根據測量系統(圖3和圖4)的測量結果來確定。試驗箱工作空間的中心點應滿足設備規范，至少要滿足IEC 60068-2系列標準所規定的試驗容差。傳感器的布放位置至少為9點或15點。這取決于試驗箱的大小。以9點布放位置對該測量方法進行說明。
溫度測量系統的測量不確定度應符合IEC 60068-3-11。
4.5.2 達到溫度
當工作空間的中心溫度保持在IEC 60068-2(所有部分)要求的容差后，即達到溫度。示例參見圖5。
容差
設定溫度
注1：對于容差，按溫度試驗箱的規范要求，或如有必要，按IEC 60068-2在工作空間中心保持規定要求。
注2：T1至少為30 min。N5為工作空間中心的溫度。
圖5 達到溫度的示例
4.5.3 溫度穩定
工作空間溫度達到并維持在允差范圍內，如圖6所示。允許范圍取決于溫度試驗箱規范規定的溫度波動度、空間溫度差和溫度梯度。指定時間T2在測量點(例如N1~N9)處于允許范圍內后至少30 min。
允差范圍
圖6 2000L以下容積的試驗箱溫度穩定的示例
4.5.4 溫度波動度
溫度穩定后，在規定的時間間隔內，工作空間中指定溫度點的溫度波動度，如圖7所示。
σn-1試驗標準偏差
平均溫度NAve
時間/min
圖7 溫度波動度的示例
實際測量是在一定的采樣間隔內進行的，不能保證采集到波動峰值數據。因此，試驗標準偏差σn-1應由溫度穩定后各測量點測得的數據得出，溫度波動應在±2σn-1之內。
當溫度穩定后，對于給定的測量點，在30 min長度的時間上等間隔進行10次或以上的測量，得到溫度測量值系列如下：
N1，N2，…，Ni，…Nn(n≥10)
N的平均值為NAve。
試驗標準偏差σn-1應定義如下：
分別得到9個點溫度波動的±2σn-1，取其中最大值作為溫度波動度。
4.5.5 溫度梯度
如圖8所示，工作空間所有測量點的平均溫度的最大差值為溫度梯度。
時間/min
NAveMax：9個測量點中每個點溫度平均值的最大值
NAveMin：9個測量點中每個點溫度平均值的最小值
溫度梯度＝NAveMax-NAveMin
圖8 2000L以下容積的試驗箱溫度梯度的示例
4.5.6 空間溫度差
如圖9所示，空間溫度差是工作空間中心的平均溫度與另一個測量點的平均溫度的差值。應注明工作空間中心與每個測量點之間的最大差值。
空間溫度差
時間/min
NCenterAve：工作空間中心的平均溫度
NCornerAve(j)j＝1～8：工作空間各角處的平均溫度
空間溫度差＝|Max(NCornerAve(j)-NCenterAve)|
空間溫度差按(NCornerAve(j)-NCenterAve)取值，8個角處得出的最高差值的絕對值作為空間溫度差。
圖9 2000L以下容積的試驗箱空間溫度差的示例
4.5.7 溫度變化速率
如圖10所示，規定溫度之間的溫度變化速率應按以下方法計算，并以K/min為單位表示。
溫度上升速率＝△t/T1
溫度下降速率＝△t/T2
升溫時間T1
降溫時間T2
最高溫度
最低溫度
圖10 溫度變化速率的示例
為了確定溫度變化速率：
——調節試驗箱至最低規定溫度并使之穩定；
——調節試驗箱至最高規定溫度，監測溫度由溫度范圍的10%溫度點上升到90%溫度點的時間；
——使試驗箱穩定在最高規定溫度；
——調節試驗箱至最低規定溫度，監測溫度由溫度范圍的90%溫度點下降到10%溫度點的時間。
4.6 標準溫度試驗順序
建議至少要使用下列試驗順序以便取得溫度試驗箱性能確認所需的數據。
試驗順序如下：
——從環境條件開始；
——調節試驗箱至最高規定溫度并使之穩定；
——測量最高溫度時的性能；
——調節試驗箱至最低規定溫度，監測溫度變化速率，然后使之穩定；
——測量最低溫度時的性能；
——調節試驗箱至最高規定溫度，監測溫度變化速率；
——調節試驗箱至大氣條件并使之穩定；
——測量大氣條件下的性能。
5 性能測試報告給出的信息
測量報告至少應包含以下信息：
a） 測量場所的大氣條件；
b） 試驗箱和工作空間的尺寸和容積；
c） 溫度波動度、空間溫度差和溫度梯度；
d） 溫度變化速率；
e） 最高/最低溫度；
f） 每個測量位置的測量結果；
g） 數據采集系統的詳情信息；
h） 測量不確定度；
i） 傳感器布放所用的固定裝置。
附錄NA
（資料性）
GB/T 2424 的組成部分
除本文件外，GB/T 2424的其他組成部分如下：
GB/T 2424.1—2015 環境試驗 第3部分：支持文件及導則 低溫和高溫試驗（IEC 60068-3-1：2011，IDT）
GB/T 2424.2—2005 電工電子產品環境試驗 濕熱試驗導則（IEC 60068-3-4：2001，IDT）
GB/T 2424.6—2021 環境試驗 第3部分：支持文件及導則 溫度/濕度試驗箱性能確認（IEC 60068-3-6：2018，IDT）
GB/T 2424.7—2006 電工電子產品環境試驗 試驗A和B（帶負載）用溫度試驗箱的測量（IEC 60068-3-7：2001，IDT）
GB/T 2424.10—2012 環境試驗 大氣腐蝕加速試驗的通用導則
GB/T 2424.11—2013 環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Kc：接觸點和連接件的二氧化硫試驗導則（IEC 60068-2-49：1983，IDT）
GB/T 2424.12—2014 環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Kd：接觸點和連接件的硫化氫試驗導則（IEC 60068-2-46：1982，IDT）
GB/T 2424.15—2008 電工電子產品環境試驗 溫度/低氣壓綜合試驗導則（IEC 60068-3-2：1976，IDT）
GB/T 2424.17—2008 電工電子產品環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗T：錫焊試驗導則（IEC 60068-2-44：1995，IDT）
GB/T 2424.25—2000 電工電子產品環境試驗 第3部分：試驗導則 地震試驗方法（IEC 60068-3-3：1991，IDT）
GB/T 2424.26—2008 電工電子產品環境試驗 第3部分：支持文件和導則 振動試驗選擇（IEC 60068-3-8：2003，IDT）
GB/T 2424.27—2013 環境試驗 支持文件和指南 溫濕度試驗箱不確定度計算（IEC 60068-3-11：2007，IDT）
參考文獻
[1]IEC 60068-1 Environmental testing—Part 1:General and guidance
[2]IEC 60068-3-6 Environmental testing—Part 3-6:Supporting documentation and guidance—Confirmation of the performance of temperature/humidity chambers
[3]IEC 60584-1 Thermocouples—Part 1:EMF specifications and tolerances
[4]IEC 60751 Industrial platinum resistance thermometers and platinum temperature sensors
[5]ISO 10012 Measurement management systems—Requirements for measurement processes and measuring equipment
