在高低溫試驗箱高溫試驗場景中,溫度過沖是典型故障之一。所謂溫度過沖,指箱內溫度超過設定目標值后才趨于穩定,嚴重時過沖幅度可達5℃以上,不僅會破壞被測樣品的結構完整性,還會導致測試數據失真,影響產品環境可靠性評估的準確性。本文結合設備溫控原理,梳理溫度過沖的核心誘因,給出分步診斷方法及系統參數校準方案,為技術人員提供實操指引。 溫度過沖的核心誘因集中在三大維度:一是溫控系統參數失配,如PID調節參數中比例系數過大、積分時間過短,導致升溫階段功率輸出過量;二是加熱系統異常,如加熱管短路、固態繼電器粘連,造成持續加熱無法切斷;三是風道及負載問題,如循環風機轉速不足、測試負載過大且散熱不良,導致熱量積聚無法及時擴散。
診斷需遵循“先系統后硬件、先參數后部件"的原則。第1步,基礎狀態核查。確認試驗設定溫度、升溫速率等參數是否合理,觀察設備升溫過程中風機運行狀態,檢查風道是否存在樣品遮擋,核實負載是否超出設備額定承載范圍。第二步,溫控參數初判。通過設備操作界面調取PID參數,對比設備出廠標準參數范圍,若參數偏離較大,可初步判斷為參數失配問題;若參數正常,則需進一步排查硬件。第三步,硬件故障檢測。用萬用表檢測加熱管阻值,判斷是否存在短路;檢測固態繼電器輸出端,確認升溫結束后是否能正常切斷,排除持續加熱故障。
系統參數校準是解決溫控失配型過沖的關鍵,核心圍繞PID參數優化展開。首先,恢復出廠默認參數,進行空載升溫測試,記錄過沖幅度及穩定時間;若仍存在過沖,逐步減小比例系數(P),降低升溫階段的功率輸出強度;其次,適當增大積分時間(I),避免因積分作用過強導致的溫度累積過沖;若溫度穩定后存在波動,可微調微分系數(D),提升系統穩定性。校準過程中需注意,每次參數調整后需進行一次完整升溫試驗,根據實測數據迭代優化,直至過沖幅度控制在允許范圍(通常≤2℃)。此外,若為硬件故障導致的過沖,需先更換故障部件,再進行參數校準,確保系統正常運行。
校準完成后,需通過不同溫度點的空載及負載試驗驗證穩定性,確保在全量程高溫試驗中均無明顯過沖。通過上述診斷與校準流程,可有效解決大部分高溫試驗溫度過沖問題,保障測試數據的準確性和被測樣品的安全性。