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摘要：首先，分析了依據JJF1629—2017《烙鐵溫度計校準規范》對烙鐵溫度計的溫度示值誤差整體校準的優缺點；其次，提出了將烙鐵溫度計的顯示儀部分和感溫元件分開校準的優化方案；然后，以HAKKO-191烙鐵溫度計為例，分析了分部件校準帶來的測量風險，并提出了控制測量風險的具體辦法；最后，試驗數據證明在校準烙鐵溫度計時可以只校準顯示儀部分，感溫元件使用次數過多或無法徹底地清除表面污物時，更換感溫元件后無需重新送校。

關鍵詞：烙鐵溫度計；整體校準；分部件校準

0引言

電烙鐵是電子行業中必不可少的工具，在電子行業各個領域中得到了廣泛的應用。電烙鐵焊嘴溫度即焊接溫度是否準確，將直接影響焊接質量。烙鐵溫度計就是一種用于測量電烙鐵焊嘴溫度的專用溫度計，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的感溫元件。

1溫度示值誤差的整體校準方案

為了保證校準烙鐵溫度計的規范性，國家質量監督檢驗檢疫總局發布了JJF1629—2017《烙鐵溫度計校準規范》。該規范采用整體校準方案，以精密鉑電阻溫度計和穩定的溫度源作為標準器，用比較法對烙鐵溫度計進行校準。校準原理框圖如圖1所示。整體校準方案就是將烙鐵溫度計的顯示儀部分和感溫元件作為一個整體進行校準，通過圖1所示的校準原理得出烙鐵溫度計的整體測量誤差。其優點是校準端面與測量端面一致，但是并不能否認感溫元件對校準結果的影響。JJF1629—2017《烙鐵溫度計校準規范》提出校準前應清除焊錫和污物，檢查感溫元件的表面平整度。規范中特別強調感溫元件存在一定的使用壽命，在多次使用后應及時地更換感溫元件，校準技術機構在校準前要及時地與客戶進行溝通和確認，并建議將烙鐵溫度計與感溫元件配套使用，對新更換的感溫元件進行標記和編號，同時在校準證書中說明情況（詳見規范6.3.1附錄D4.1）。從校準技術方面分析，整體校準方案具有先進性，此方案能夠確定烙鐵溫度計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的感溫元件后并不一定會重新校準，這時更換感溫元件后帶來的測量誤差并沒有在整體校準方案中得到解決。烙鐵溫度計感溫元件的單價一般在2元左右，達到使用壽命（一般使用50次左右）或其表面附著的焊錫和污物不便清理、氧化發黑時則需更換以保證能夠準確地測溫。根據使用頻次和使用條件，其更換時間從一天到一個月不等。一旦使用方更換了感溫元件就要重新進行整體校準，這樣不僅耽誤了使用方的使用，而且也會給使用方帶來額外的校準費用。

2溫度示值誤差的分部件校準方案

分部件校準方案提出只校準烙鐵溫度計的顯示儀部分，這是將烙鐵溫度計當作溫度二次儀表來進行校準的。依據JJF1664—2017《溫度顯示儀校準規范》采用標準直流信號作為標準器，給烙鐵溫度計輸入對應的熱電偶分度號的標稱電量值，測得烙鐵溫度計在各個溫度校準點上的示值誤差。這種校準方法存在的缺陷是它沒有考慮烙鐵溫度計的感溫元件在校準時帶來的測量誤差。如何考慮并解決感溫元件測量誤差對烙鐵溫度計校準結果的影響是關鍵。市面上銷售的烙鐵溫度計感溫元件，通常為10根一組出售，是K型熱電偶，廠家不會單獨地給出感溫元件的技術指標，而是給出烙鐵溫度計的整體誤差，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的烙鐵溫度計為例，通過試驗對感溫元件的技術指標進行評估分析，了解感溫元件的測量誤差對烙鐵溫度計校準結果的影響程度。試驗時，取一組10個感溫元件，依據JJF1637—2017《廉金屬熱電偶校準規范》，通過補償導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）中進行校準，采用精密鉑電阻作為標準器，用比較法得出每個感溫元件在每個校準點的示值并得出一組10個在不同溫度校準點上的最大示值誤差。用實驗標準偏差的方法計算得出10個感溫元件在每個校準點的一致性并得出一組10個在不同溫度校準點上的最大批量一致性的結果，詳細的試驗數據如表1所示。根據表1的試驗結果可以得出以下2個結論。a）感溫元件在各個校準點的最大誤差≤0.9℃。烙鐵溫度計的出廠說明書給出整體誤差一般為±5℃，其整體誤差（E總）來源于烙鐵溫度計的顯示儀的誤差（E表）和感溫元件的誤差（E線）差兩個部分，由于兩個部分的誤差來源彼此獨立不相關，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℃，所以可以近似地認為E表≤5℃即可。由此可見，感溫元件的誤差對烙鐵溫度計整體誤差的貢獻非常小。b）感溫元件在各個校準點的批量一致性＜0.2℃，遠小于烙鐵溫度計允差的1/10，對烙鐵溫度計整體誤差的影響極其微小，由此可見，如果感溫元件因為使用次數頻繁需要更換時，更換同一型號的感溫元件對其結果的影響是可以忽略不計的。

3結束語

通過以上方案的比較，證明使用方送校烙鐵溫度計時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，感溫元件使用次數過多或無法徹底地清除表面污物時，及時地更換同型號的感溫元件即可。在對烙鐵溫度計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的方法進一步地定量評估校準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整體溫度測量結果的不確定度，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。由此可見此優化方案不僅不耽誤客戶的日常使用，也為客戶節約了校準成本，既緊密結合客戶的使用需求，又能滿足校準量傳要求，因此具有可行性和有效性。

作者:詹惠貞 丁翔 單位:工業和信息化部電子第五研究所