電器產(chǎn)品質(zhì)檢3第三章家用電器一般通用性能的測試簡課件

電器產(chǎn)品質(zhì)檢

12/25/20221電器產(chǎn)品質(zhì)檢12/20/20221本章將介紹家用電器的幾個一般通用性能的測試。家用電器的這些性能并不能嚴(yán)格劃分在安全性能中，也并不能嚴(yán)格劃分在使用性能中。對某些家用電器它們可能是安全性能；而對另一些家用電器則是使用性能。所以我們把它們稱作一般通用性能而另列一章介紹。第三章家用電器一般通用性能的測試12/25/20222本章將介紹家用電器的幾個一般通用性能的測試。第三章功耗是家用電器的綜合經(jīng)濟指標(biāo)之一?？梢赃@樣說，某種家用電器能否取得廣泛的市場，是否適合一個國家的國情，將主要取決于該種電器能耗的大小。因此功率測試是家用電器的必測項目。在電熱器具、電動器具和制冷器具測試中，溫度和由溫度的變化來體現(xiàn)的溫升是經(jīng)常要測試的物理量。溫度測量的方法是多種多樣的，本章將介紹在家用電器測試中經(jīng)常采用的測溫方法。家用電器噪聲的大小對使用者來說是極為關(guān)注的，同時也是一項重要指標(biāo)。本章再對噪聲測試的一般原理、方法和家用電器噪聲測試的特殊問題進行討論。第三章家用電器一般通用性能的測試12/25/20223功耗是家用電器的綜合經(jīng)濟指標(biāo)之一?？梢赃@樣說，某種家用電器能本章內(nèi)容：第一節(jié)家用電器輸入功率的測量第二節(jié)溫度溫升的測量第三節(jié)家用電器噪聲測試要點

第三章家用電器一般通用性能的測試掌握功率測量的方法掌握家用電器測試中常用的測溫及溫升方法掌握噪聲測試技術(shù)12/25/20224本章內(nèi)容：要點第三章家用電器一般通用性能第三章家用電器一般通用性能的測試第一節(jié)家用電器輸入功率的測量一、家用電器輸入功率基本測試方法

電功率測量，其方法是多樣靈活的。如:測直流功率的方法有電流表、電壓表法、功率表法、直流電位差計法及數(shù)字功率表法等；測單相交流功率的方法有功率表法、交流電位差計法、熱電比較儀表法和數(shù)字功率計法等。絕大多數(shù)家用電器使用的是單相工頻交流電，最方便實用的功率測量方法就是電動系功率表法，側(cè)重于考慮幾種家用電器功率測量的特殊要求。12/25/20225第三章家用電器一般通用性能的測試第一節(jié)家用電器輸入功率的測第三章家用電器一般通用性能的測試

(一)洗衣機消耗功率測定由于洗衣機有幾種不同的工作狀態(tài)，因此各種狀態(tài)下的功耗測定略有不同。1.洗滌消耗功率測定洗滌消耗功率是指用標(biāo)準(zhǔn)電度表和計時表測定出的洗衣機在額定洗滌狀態(tài)下完成一個標(biāo)準(zhǔn)洗滌程序(定時器為滿量程)的平均輸入功率。測試時有以下問題：(1)普通型洗衣機在測試過程中，應(yīng)扣除洗衣機電機的停止時間。(2)半自動和全自動洗衣機的平均輸入功率，是指一個標(biāo)準(zhǔn)洗滌程序內(nèi)總的耗電量與用電時間之比。12/25/20226第三章家用電器一般通用性能的測試(一)洗衣機消耗功率測定第三章家用電器一般通用性能的測試當(dāng)計時表選用秒表時，測量電路的接線如圖所示。12/25/20227第三章家用電器一般通用性能的測試當(dāng)計時表選用秒表時，測量電第三章家用電器一般通用性能的測試

圖中電流繼電器的線圈和洗衣機電路串聯(lián)后接入電源，電流繼電器的常開觸點控制電秒表的走時，這樣便自動扣除了電機停轉(zhuǎn)的時間。電度表的讀數(shù)與電秒表的讀數(shù)之比就是平均輸入功率。2．脫水消耗功率測定

洗衣機在額定脫水狀態(tài)下，將額定脫水容量的洗滌物浸漬1min以上，然后放入脫水桶中脫水。待脫水狀態(tài)達到穩(wěn)定時，用功率表測定此時的輸入功率，即為脫水消耗功率。12/25/20228第三章家用電器一般通用性能的測試圖中電流繼電器的線圈第三章家用電器一般通用性能的測試

(二)電冰箱輸入功率測定

很顯然，電冰箱在不同的使用環(huán)境溫度下將有不同耗電量，因此電冰箱的耗電和功率應(yīng)在特定的環(huán)境條件下測定，測定時箱內(nèi)不應(yīng)有冷凍負(fù)荷。具體要求為：環(huán)境溫度為(32±1℃)；相對濕度為70％～80％。

使壓縮機連續(xù)運行。待箱內(nèi)溫度達到大致穩(wěn)定后(冷藏室溫度下降每小時小于1℃)，用功率表測定輸入功率。12/25/20229第三章家用電器一般通用性能的測試(二)電冰箱輸入功率測定第三章家用電器一般通用性能的測試

（三)電風(fēng)扇輸入總功率的測定

輸入總功率是指電風(fēng)扇驅(qū)動電動機及其所有耗電的用電器件，在額定電壓和正常工作溫度下的輸入功率的總和。測量時使電風(fēng)扇在額定電壓和頻率下運轉(zhuǎn)，把調(diào)速器置于最高轉(zhuǎn)速檔位置(臺扇、壁扇等的電動機軸線成水平，如有搖頭機構(gòu)時，則處于工作狀態(tài)下)。其電動機及所有可拆開的用電器件均處于工作狀態(tài)，至少運轉(zhuǎn)0.5h后，再測量電風(fēng)扇的輸入總功率。12/25/202210第三章家用電器一般通用性能的測試（三)電風(fēng)扇輸入總功率的第三章家用電器一般通用性能的測試二、輸入功率的數(shù)字測量

應(yīng)用功率轉(zhuǎn)換器與數(shù)字電壓表配用就能實現(xiàn)功率的數(shù)字測量。功率轉(zhuǎn)換器就是一全電子乘法器，其特點是它的輸出電壓的大小正比于它的兩個輸入電壓的數(shù)值的乘積，如果使一個輸入電壓正比于負(fù)載電壓的大小，而另一個輸入電壓正比于負(fù)載電流的大小，則電子乘法器的輸出電壓，正比于負(fù)載所消耗的功率，用數(shù)字電壓表測量這個電壓就可以確定被測功率。如果將這個數(shù)字電壓表的顯示按功率直接標(biāo)定。也就構(gòu)成了數(shù)字功率表。12/25/202211第三章家用電器一般通用性能的測試二、輸入功率的數(shù)字測量12第三章家用電器一般通用性能的測試功率轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換精度高、應(yīng)用最為廣泛的是時間分割乘法器，主要部分就是一個基于電壓時間變換原理的脈沖寬度調(diào)制器。(一)脈沖調(diào)寬器原理脈沖調(diào)寬電路原理框圖和工作波形圖。12/25/202212第三章家用電器一般通用性能的測試功率轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換精度高第三章家用電器一般通用性能的測試運算放大器與電阻RI、R2、R3以及電容C一起組成一積分加法器。被測直流電壓Ux、方波節(jié)拍電壓±E和基準(zhǔn)電壓+Un或-Un，都加于積分加法器的輸入端。積分加法器的輸出電壓Usc加在比較器上，與零電平進行比較，當(dāng)Usc>0時，比較器的輸出使電子開關(guān)K接至+Un；當(dāng)Usc<0時，K接入-Un。隨著被測直流電壓Ux大小的不同，則基準(zhǔn)電壓Un被正向接入+Un的時間Tl和負(fù)向接入-Un的時間T2就不同。當(dāng)+Ux愈大，則-Un接入的時間T2就愈長，而T2-TI就可以表征被測電壓Ux的大小，從而實現(xiàn)了電壓時間的變換。12/25/202213第三章家用電器一般通用性能的測試運算放大器與電阻RI、R2第三章家用電器一般通用性能的測試當(dāng)電路處于穩(wěn)定狀態(tài)時，每一個周期內(nèi)積分電容C的充電量應(yīng)等于放電量，考慮到方波節(jié)拍電壓±E在一個周期中是正、負(fù)半波對稱的，其平均值為零。所以在電量平衡方程式中可以不考慮±E的作用，這樣就可寫出電量平衡方程式為12/25/202214第三章家用電器一般通用性能的測試當(dāng)電路處于穩(wěn)定狀態(tài)時，每一第三章家用電器一般通用性能的測試上式中的T2+Tl正好是方波節(jié)拍電壓±E的周期T，即T=T2+T1。這樣，整個電路工作的重復(fù)周期就取決于方波節(jié)拍電壓的周期。對一定的線路來說，T、Un、R1和R2都是事先設(shè)計好的確定值。因此Un就與(T2一T1)成正比。脈沖調(diào)寬的實質(zhì)就是通過積分器內(nèi)電量平衡的作用把節(jié)拍電壓±E所提供的周期T的時間分割為T1和T2兩部分，而使兩者的差值(T2一T1)與被測電壓Un成正比。12/25/202215第三章家用電器一般通用性能的測試上式中的T2+Tl正好是方第三章家用電器一般通用性能的測試(二)時間分割乘法器原理時間分割乘法器的構(gòu)成如圖所示，圖中脈寬調(diào)制部分等同于上圖中的脈沖調(diào)寬電路,K2也是由脈寬調(diào)制電路中的比較器的輸出控制的。12/25/202216第三章家用電器一般通用性能的測試(二)時間分割乘法器原理第三章家用電器一般通用性能的測試圖中的另外一部分是幅度調(diào)制部分，A2、R4和R5共同組成一個反相器的輸入電壓是+Uy，輸出電壓是-Uy。由于電子開關(guān)K2也同樣受比較器輸出的控制,因此K2和Kl是一組聯(lián)動開關(guān)。一個周期中,K2接至-Uy的時間就是T1,而接至+Uy的時間是T2，其低通濾波器的輸出電壓Usc就是±Uy在周期T內(nèi)的平均值，故式中K=R2／R1Un12/25/202217第三章家用電器一般通用性能的測試圖中的另外一部分是幅度調(diào)制第三章家用電器一般通用性能的測試從上式可以看出,時間分割乘法器的輸出電壓Usc正比于兩個輸入電壓Ux與Uy,若使Ux從被測電壓用分壓器取得，而Uy從被測電流用標(biāo)準(zhǔn)電阻變換成電壓取得，顯然，Usc就可以代表被測電路的功率，從而完成了功率電壓的轉(zhuǎn)換。只要節(jié)拍電壓的頻率足夠高,時間分割乘法器也同樣能用于交流電路，所以這種類型的數(shù)字功率表也可測量交流功率。12/25/202218第三章家用電器一般通用性能的測試從上式可以看出,時間分割乘第三章家用電器一般通用性能的測試三、計算機式數(shù)字功率計

一般電子式數(shù)字功率計采用時間分割乘法器的原理，把交流電壓和交流電流的乘積(即功率)轉(zhuǎn)換成與它們成正比的直流電壓，然后對這個直流電壓進行測量。時間分割乘法器的主要缺點是在全功率因數(shù)范圍內(nèi)很難保證它的線性度。家用電器輸入功率的通用表達式為其中，T為交流電壓和電流的周期。12/25/202219第三章家用電器一般通用性能的測試三、計算機式數(shù)字功率計其中第三章家用電器一般通用性能的測試如果用計算機在T內(nèi)對u(t)、i(t)進行足夠多次(如N次)的采樣,則計算機可算出輸入功率為式中N——T時間內(nèi)的采樣次數(shù)．

uk、ik——分別為電壓、電流和第K次采樣值。上式的計算可以看出，輸入功率的求解過程與功率因數(shù)無關(guān)，因此就保證了儀器測量功率的功率因數(shù)由0～1。12/25/202220第三章家用電器一般通用性能的測試如果用計算機在T內(nèi)對第三章家用電器一般通用性能的測試第二節(jié)溫度溫升的測量

一、家用電器測試中常用的測溫方法冰箱的溫度特性、電機繞組的發(fā)熱和電熱器具的加熱性能等家電測試項目的進行都離不開溫度測量。事實上溫度是家用電器測試中除電氣參數(shù)外最常檢測的物理量。溫度測量方法是多種多樣的，在家用電器測試中經(jīng)常使用的測溫方法有三種：熱電偶熱電阻測溫?zé)崦綦娮铚y溫集成溫度傳感器測溫12/25/202221第三章家用電器一般通用性能的測試第二節(jié)溫度溫升的測量12第三章家用電器一般通用性能的測試二、溫升測試

在家用電器測試中，溫升有兩方面的含義：一方面是指電熱器具和制冷器具的升溫和降溫特性；另一方面則是指非功能性發(fā)熱的器具及其部件在工作過程中的發(fā)熱情況。前者反映的是器具的使用性能；而后者反映的是器具的安全性能。在這里所討論的溫升是指后者，并且以單相驅(qū)動微電機的線圈溫升測試為主要研究對象。電機中的絕緣結(jié)構(gòu)材料有一個使用溫度的限制極限。超過這個使用極限，絕緣材料將加速老化從而使電機使用壽命縮短，嚴(yán)重時還可能燒毀電機。為了保證電機正常運行，必須進行溫升試驗，考查電機在額定工作條件下運行時，其繞組的溫度升高變化的情況。12/25/202222第三章家用電器一般通用性能的測試二、溫升測試12/20/2第三章家用電器一般通用性能的測試(一)溫升試驗中的幾種測沮方法國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測量電機繞組、鐵心以及其它部位溫度的基本方法有三種。即溫度計法、電阻法和埋置檢溫計法。其中埋置檢溫計法用于大電機測溫，這里不作介紹。1．溫度計法這是一種最簡便的直接測量溫度的方法。在電機試驗中經(jīng)常使用的溫度計有酒精溫度計、半導(dǎo)體溫度計和非埋置的熱電偶或電阻溫度計。用溫度計法所測得的溫度為被測點的表面溫度，測量時應(yīng)將溫度計的感溫部分緊貼在被測點的表面。從被測點到感溫元件之間的熱傳導(dǎo)應(yīng)盡可能良好。

12/25/202223第三章家用電器一般通用性能的測試(一)溫升試驗中的第三章家用電器一般通用性能的測試2．電阻法如前所述，金屬導(dǎo)線的電阻隨著溫度的升高也相應(yīng)地增加。在一定的溫度范圍內(nèi),其電阻值與溫度之間存在一定的函數(shù)關(guān)系。應(yīng)用這原理，可以通過測量繞組的電阻值來確定其溫度，稱為電阻法測溫。用該法測得的結(jié)果是整繞組的平均溫度。對于用銅導(dǎo)線做成的電機繞組，當(dāng)溫度在-50～150℃范圍內(nèi)，電阻值與溫度之間:R2／R1=(235+t2)／(235+t1)

(式中Rl和R2分別代表溫度為tl℃和t2℃時繞組的直流電阻值。)12/25/202224第三章家用電器一般通用性能的測試2．電阻法12/20/20第三章家用電器一般通用性能的測試在電機未接電源之前，先測量繞組的冷態(tài)直流電阻值R1，并記錄測R1時的室溫tl；當(dāng)電機運行一段時間后，再測量繞組的熱態(tài)直流電阻R2；最后便可求得繞組運行時的溫度t2。若要求繞組的溫升△t，將t2減去試驗結(jié)束時冷卻介質(zhì)的溫度t0即可，即12/25/202225第三章家用電器一般通用性能的測試在電機未接電源之前，先測量第三章家用電器一般通用性能的測試若要求準(zhǔn)確地測定電機的穩(wěn)定溫升，則必須測得繞組的熱態(tài)電阻。其方法有兩種：斷電停機測量帶電測量斷電停機測電阻必須保證從切斷電源到測出電阻之間的時間間隔不超過（國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的）20s，否則就需用外推法。所謂外推法，是指當(dāng)電動機運行到穩(wěn)定溫升時，即在30min內(nèi)機殼表面的溫度變化不大于0.5℃時,將電動機從電源斷開，并迅速將繞組的電阻變化測定下來，將測得的數(shù)據(jù)畫成曲線，并將曲線往后延伸到時間的起始點(電機斷電的那個時刻)。找到電機斷電時刻的繞組電阻值R2，便可算出溫升。12/25/202226第三章家用電器一般通用性能的測試若要求準(zhǔn)確地測定電機的穩(wěn)定第三章家用電器一般通用性能的測試(二)電機繞組的帶電測沮帶電測溫的基本方法是將一個較小的直流測試電流疊加于繞組的交流負(fù)載電流上，從而實現(xiàn)不中斷運行而測量繞組的電阻。所以帶電測溫又稱疊加法測溫。如圖為帶電測溫原理電路，當(dāng)被測電機繞組中串入一個電容C時，繞組回路的阻抗可用下式表示：12/25/202227第三章家用電器一般通用性能的測試(二)電機繞組的帶電測沮第三章家用電器一般通用性能的測試如果XL=XC，則ZX=RX，此時電流達到最大值。電路的諧振角頻率為只要調(diào)整電容C，就可以達到串聯(lián)諧振。在電橋比較臂回路和直流回路中分別串入扼流圈L1和L2(起限流作用)。用檢流計G來測量，加上濾波器Z的目的是消除殘余交流電流對直流檢流計的影響。當(dāng)電橋處于平衡時，檢流計指零，并有如下關(guān)系式：這樣便在電機工作狀態(tài)下測得了繞組的電阻，從而可以換算出繞組的溫度。12/25/202228第三章家用電器一般通用性能的測試如果XL=XC，則ZX=R第三章家用電器一般通用性能的測試（三）紅外線測溫儀進行非接觸測溫1.紅外測溫儀工作原理一切溫度高于絕對零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布―與它的表面溫度有著十分密切的關(guān)系。因此，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準(zhǔn)確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫所依據(jù)的客觀基礎(chǔ)。12/25/202229第三章家用電器一般通用性能的測試（三）紅外線測溫儀進行非第三章家用電器一般通用性能的測試4.使用紅外測溫儀的好處

便捷紅外測溫儀可快速提供溫度測量，在用熱偶讀取一個滲漏連接點的時間內(nèi)，用紅外測溫儀幾乎可以讀取所有連接點的溫度。另外由于紅外測溫儀堅實.輕巧，在工廠巡視和日常檢驗工作時都可攜帶。精確紅外測溫儀通常精度都是1℃以內(nèi)。這種性能在做預(yù)防性維護時特別重要，如監(jiān)視惡劣生產(chǎn)條件和將導(dǎo)致設(shè)備損壞或停機的特別事件時,可快速探測操作溫度的微小變化，在其萌芽之時就可將問題解決，減少因設(shè)備故障造成的開支和維修的范圍。安全紅外測溫儀能夠安全地讀取難以接近的或不可到達的目標(biāo)溫度，可以在儀器允許的范圍內(nèi)讀取目標(biāo)溫度。非接觸溫度測量還可在不安全的或接觸測溫較困難的區(qū)域進行，精確測量就象在手邊測量一樣容易。12/25/202230第三章家用電器一般通用性能的測試4.使用紅外測溫儀的好處第三章家用電器一般通用性能的測試5.應(yīng)用

測量電器設(shè)備

非接觸紅外線測溫儀可以從安全的距離測量一個物體的表面溫度，使其成為電器設(shè)備維修操作中不可缺少的工具。電動機-為了保持電動機的壽命期，檢查供電連接線和電路斷路器（或者保險絲）溫度是否一致。電動機軸承-檢查發(fā)熱點，在出現(xiàn)的問題導(dǎo)致設(shè)備故障之前定期維修或者更換。電動機線圈絕緣層-通過測量電動機線圈絕緣層的溫度，延長它的壽命。

各相之間的測量-檢查感應(yīng)電動機、大型計算機和其它設(shè)備的電線和連接器各相之間的溫度是否相同。變壓器-空冷器件的繞組可直接用紅外測溫儀測量以查驗過高的溫度，任何熱點都表明變壓器繞組的損壞。12/25/202231第三章家用電器一般通用性能的測試5.應(yīng)用測量電器設(shè)備

第三章家用電器一般通用性能的測試在軋鋼過程中，鋼坯的軋制溫度是關(guān)鍵的工藝參數(shù)，鋼坯溫度控制的好壞，將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。在軋鋼工藝中，鋼坯溫度傳統(tǒng)的控制方法是用熱電偶測量加熱爐內(nèi)溫度的辦法間接控制。由于熱電偶測得的是爐內(nèi)腔體的溫度，而不是鋼坯的真實溫度，加上爐內(nèi)狀況的變化，其內(nèi)部的溫度分布也存在著一定的離散性，故熱電偶測得的溫度并不能代表每一根鋼坯的實際溫度，而鋼坯一出爐，溫度就通常用肉眼根據(jù)其發(fā)紅的顏色來估計，無法定量地檢測出每根鋼坯的實際溫度。根據(jù)軋鋼的工藝特點，在紅外測溫儀上，專門增設(shè)了軋鋼測量功能，不但能較正確地測量出每根鋼坯的實際溫度，還可以對鋼坯的根數(shù)進行計數(shù)。測溫儀的應(yīng)用12/25/202232第三章家用電器一般通用性能的測試在軋鋼過程中，鋼坯的軋制溫第三章家用電器一般通用性能的測試第三節(jié)家用電器噪聲測試

噪聲是一種聲音，實際上它并不具有特殊的聲學(xué)上的意義或特征。所謂噪聲往往是從生理學(xué)的意義上來說的，凡是使人感到煩躁、厭惡的聲音都可稱為噪聲。即使是交響樂，對于需要睡眠的人來講，也可以認(rèn)為是噪聲。噪聲嚴(yán)重影響人們的正常生活和工作，也影響建筑物和儀器的使用壽命，因而噪聲也是一種環(huán)境公害。家用電器的普及給人們的生活帶來了方便，但由于家用電器用于家庭生活環(huán)境中，它所產(chǎn)生的噪聲也給人們的生活帶來了煩惱。對于用戶來講，對家用電器噪聲大小也是極關(guān)注的。因此，包括我國在內(nèi)的世界各工業(yè)化國家對家用電器的噪聲性能都制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，從而使噪聲測試成為家用電器產(chǎn)品檢驗的一項重要工作。12/25/202233第三章家用電器一般通用性能的測試第三節(jié)家用電器噪聲測試12第三章家用電器一般通用性能的測試噪聲測量工作是噪聲控制工作的一個重要組成部分。只有將測得的噪聲數(shù)據(jù)及頻譜成分進行分析、綜合，才能根據(jù)實際情況采取相應(yīng)的措施來控制,因為噪聲是機械振動在彈性介質(zhì)中傳播的波。頻率范圍在20Hz～20kHz的聲音作用于人耳時方能產(chǎn)生聽覺，這頻率范圍內(nèi)的聲音稱為可聽聲頻率低于20Hz的聲音稱為次聲高于20kHz的聲音稱為超聲人的聽覺系統(tǒng)感受不到次聲和超聲(但這并不意味著這兩種聲音對人體無害)，所以研究噪聲實際上是研究人耳能感覺到的可聽聲。12/25/202234第三章家用電器一般通用性能的測試噪聲測量工作是噪聲控制工作第三章家用電器一般通用性能的測試一、噪聲的基本量度噪聲測量的目的在于評價噪聲，對噪聲的評價分為客觀評價和主觀評價所謂客觀評價就是要確定聲源所輻射的噪聲的大小和性質(zhì)，即對噪聲的物理特征進行評價和估計噪聲的客觀評價參數(shù)有聲壓、聲壓級、聲強、聲強級、聲功率和聲功率級對噪聲的主觀評價就是評價和估計噪聲對人體的影響，也即評價人對噪聲的主觀感受，常用響度和響度級來評價。12/25/202235第三章家用電器一般通用性能的測試一、噪聲的基本量度12/2第三章家用電器一般通用性能的測試(一)客觀評價噪聲的物理量

1．聲壓和聲壓級(1)聲壓：聲音在傳播過程中使空氣密度時而變密，壓強增高；時而變疏，壓強降低。空氣中沒有聲波擾動時的大氣壓強稱靜壓強。當(dāng)有聲音傳播時，大氣壓強與靜壓強就產(chǎn)生了差別，這個壓強稱為聲壓，用p表示。12/25/202236第三章家用電器一般通用性能的測試(一)客觀評價噪聲的物理量第三章家用電器一般通用性能的測試聲波的特點使得聲壓也是波動的，所謂聲壓是指這個波動聲壓的有效值。聲壓的單位為帕(Pa)，lPa=1N／m2；聲音強弱變化的范圍很大，一般談話的聲壓是2×10-2～7×10-2pa；汽車、摩托車行駛產(chǎn)生的聲壓為0.2～1Pa；噴氣式飛機發(fā)動機的聲壓則高達幾百帕，可引起鼓膜損傷。將正常人耳剛剛能聽到的1000Hz的聲音的聲壓稱為聽閾聲壓,其大小為2×10-5Pa。將能使人耳產(chǎn)生疼痛感覺的1000Hz的聲音的聲壓稱為痛閾聲壓，其值為20Pa。從聽閾到痛閾。聲壓的絕對值相差100萬倍，強弱很不方便。實驗表明：人耳的聽覺(對聲音強弱的感覺)剛好是和聲壓值呈對數(shù)關(guān)系，而不是線性關(guān)系,所以噪聲測量中常以聲壓級作計量單位。12/25/202237第三章家用電器一般通用性能的測試聲波的特點使得聲壓也是波動第三章家用電器一般通用性能的測試(2)聲壓級：一個聲音的聲壓級Lp,等于這個聲音的聲壓和基準(zhǔn)聲壓比值的常用對數(shù)的20倍，單位是分貝(dB)。即式中p——聲音的聲壓；

po——基準(zhǔn)聲壓，在空氣中定為2×10-5pa,是頻率為1000Hz聲音的聽閾聲壓。引入聲壓級的概念后，就可以把聽閾到痛閾的聲壓的絕對值的數(shù)百萬倍的變化范圍改變?yōu)?～120dB的變化范圍了。12/25/202238第三章家用電器一般通用性能的測試(2)聲壓級：一個聲音的聲第三章家用電器一般通用性能的測試2．聲強和聲強級聲波具有一定的能量，不僅可以用聲壓和聲壓級來表示聲音的強弱，也可用能量的大小來表征聲波的強弱。即用聲強和聲功率來表示。(1)聲強：在聲場中，單位時間內(nèi)，在垂直于聲波傳播方向的單位面積上所通過的能量。用I表示，單位為W／m2。一般人的聽閾聲強到痛閾聲強的范圍大約為10-12W／m2～1W／m2。這么大的范圍也不便于用線性尺度來度量，因而也同樣引入聲強級來描述聲波的強度。(2)聲強級：聲音的實際聲強

I和基準(zhǔn)聲強之比的常用對數(shù)的10倍稱為聲強級，用LI表示，即式中I0——基準(zhǔn)聲強，基準(zhǔn)聲壓對應(yīng)的聲強，其大小為10-12W／m2。12/25/202239第三章家用電器一般通用性能的測試2．聲強和聲強級式中I第三章家用電器一般通用性能的測試3．聲功率和聲功率級(1)聲功率：聲源在單位時間內(nèi)輻射出的能量，用W表示，單位為W。聲功率常用聲功率級描述。(2)聲功率級：聲音的實際聲功率和基準(zhǔn)聲功率之比的常用對數(shù)的10倍稱為聲功率級，用LW表示，即式中W0——基準(zhǔn)聲功率。W0=10-12W12/25/202240第三章家用電器一般通用性能的測試3．聲功率和聲功率級式中W第三章家用電器一般通用性能的測試(二)噪聲的頻譜聲音有寬廣的頻率范圍，頻率低時,聲音低沉；頻率高時，聲音尖銳。在噪聲測量中,為進一步分析、研究的需要，不僅要測量噪聲的聲壓級，還要研究總噪聲中各種頻率的噪聲分布狀況，以尋找產(chǎn)生噪聲的根源，提出控制噪聲的方法。以頻率為橫坐標(biāo)，以測得的聲壓級(或聲強級、聲功率級)為縱坐標(biāo)，繪出噪聲的測量圖形。稱為噪聲的頻譜圖。可聽聲的頻率范圍是20～20000Hz，范圍較寬，若每個頻率都要測聲壓級,則工作量相當(dāng)大。為了簡化測量，將這個寬闊的音頻范圍劃分成幾個小的頻率段，這就是通常所說的頻帶頻程，在噪聲測量中常用的是倍頻程和l／3倍頻程。一般可把可聽聲的頻率范圍劃分成十個倍頻程，見下表。12/25/202241第三章家用電器一般通用性能的測試(二)噪聲的頻譜12/2第三章家用電器一般通用性能的測試倍頻程頻率范圍中心頻率／Hz31.563125250500100020004000800016000頻率范圍／Hz22.4～4545～9090～180180～355355～710710～14001400～28002800～56005600～1120011200～22400橫坐標(biāo)的各頻率點為各頻程的中心頻率每個倍頻程段對應(yīng)的中心頻率見上表。12/25/202242第三章家用電器一般通用性能的測試倍頻程頻率范圍中心頻率／H第三章家用電器一般通用性能的測試中心頻率／Hz頻率范圍／Hz中心頻率／Hz頻率范圍／Hz2531.54050638010012516020025031040050063022.4～2828～35.535.5～4545～5656～7l7l～9090～112112～140140—180180～224224～280280～355355～450450—580580～7108001000125016002000250031504000500063008000100001250016000710～900900一11201120～14001400～18001800～22402240～28002800～35503550～45004500～56005800～71007100～90009000～1120011200～1400014000～180001／3頻程中心頻率和頻率范圍用聲級計和倍頻程濾波器測出每頻段中心頻率的聲級值，再將各中心頻率對應(yīng)各點聲壓級值連起來，就得出被測噪聲的倍頻譜圖。12/25/202243第三章家用電器一般通用性能的測試中心頻率／Hz頻率范圍／H第三章家用電器一般通用性能的測試

（三）噪聲的主觀評價人對聲波的感覺是以聽覺系統(tǒng)為傳感器，由腦神經(jīng)作最后評價。實驗表明，人對聲音強弱的主觀感覺，不僅與聲壓有關(guān)，而且還與聲音的頻率有關(guān)。聲壓級雖然相同，而頻率不同的聲音聽起來的感覺是不同的。因此，就人的主觀感覺而言，聲音的聲壓級不足以既與聲壓級有關(guān)，與頻率有關(guān)的“響度級”來評價人對噪聲的主觀感受。12/25/202244第三章家用電器一般通用性能的測試（三）噪聲的主觀評價12第三章家用電器一般通用性能的測試1．響度級判斷某個聲音的響亮程度，最簡單的方法是把它同另外一個標(biāo)準(zhǔn)聲音加以比較。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)1936年決定采用1000Hz純音作為標(biāo)準(zhǔn)參考純音，所謂純音就是單一頻率的聲音。調(diào)節(jié)1000Hz純音的聲壓級，使它和所研究的聲音聽起來一樣響，則這時1000Hz純音的聲壓級的值就是所研究聲音的響度級，單位是方(phon)。例如某噪聲聽起來與聲壓級為85dB，頻率為1000Hz的純音一樣響,則此噪聲的響度級就是85phon。顯然，響度級將聲壓級和頻率用一個單位統(tǒng)一起來，作為評價噪聲對人的影響的指標(biāo)。12/25/202245第三章家用電器一般通用性能的測試1．響度級12/20/20第三章家用電器一般通用性能的測試2．等響曲線利用與標(biāo)準(zhǔn)聲壓級比較的方法?？梢缘玫秸麄€可聽頻率范圍內(nèi)的純音的響度級，即等響曲線，如圖。從中可以看出，凡是在同一條曲線上的各點，雖然它們代表著不同的頻率和聲壓級，但卻有著共同的響度級，因此稱為等響曲線，每條等響曲線所代表的響度級(phon)的大小是由該曲線在1000Hz時的聲壓級(dB)值決定的。12/25/202246第三章家用電器一般通用性能的測試2．等響曲線12/20/第三章家用電器一般通用性能的測試12/25/202247第三章家用電器一般通用性能的測試12/20/202247第三章家用電器一般通用性能的測試

曲線中最下方的一條是正常人聽覺可以聽到的最輕微聲，稱為聽閾曲線。最上面一條曲線具有很刺耳的響度。稱為痛閾曲線。等響曲線反映了人耳對各種頻率聲音的敏感程度。從等響曲線上可以看出，人的聽覺最敏感的是高頻音，特別是頻率范圍在2000～5000Hz的聲音。對低頻聲音不敏感。例如4000Hz的聲音，其聲壓級在8dB時就能聽到；而500Hz的聲音在16dB時才能聽到。由此可見，人耳對低頻反應(yīng)不敏銳。在噪聲控制中，首先應(yīng)將高頻音的聲壓級降低。12/25/202248第三章家用電器一般通用性能的測試曲線中最下方的一條是正常第三章家用電器一般通用性能的測試3．響度響度級雖然定量地確定了響度感覺與聲音頻率和強度的關(guān)系。但不能定量地確定一個聲音比另一個聲音響多少。為了確定響度關(guān)系，引出了響度N的概念．其單位為宋(son)。并規(guī)定聲壓級為40dB的1000Hz純音的響度為1son，以后響度級每增加10phon，響度增加一倍。例如50phon為2son；60phon為4son。顯然，響度與響度級之間有如下關(guān)系：12/25/202249第三章家用電器一般通用性能的測試3．響度12/20/20第三章家用電器一般通用性能的測試(四)聲級的相加、相減及求平均值在噪聲測量中，常常會遇到幾個噪聲的聲級相加、相減及求平均值的問題。根據(jù)前述的聲壓級、聲強級的定義，顯然不能用簡單的算術(shù)運算方法將它們的值直接做加、減運算，而必須通過聲壓或聲強來進行運算，由此求得相應(yīng)的計算方法。1．聲級相加現(xiàn)已知n個聲壓pi(i=1，2，…，n)的聲壓級為Lpi，求總聲壓級LP。由前所述的聲壓的定義，可以得到總聲壓p為：12/25/202250第三章家用電器一般通用性能的測試(四)聲級的相加、相減及第三章家用電器一般通用性能的測試同理可得聲強級相加的計算公式，總聲強級為12/25/202251第三章家用電器一般通用性能的測試同理可得聲強級相加的計算公第三章家用電器一般通用性能的測試2．聲級相減在家用電器噪聲測試中常要從總聲級中減去環(huán)境噪聲的聲級，從而求得被測家用電器產(chǎn)品本身的噪聲聲級，這時就要進行聲級相減的計算。設(shè)pt、Lpt分別為總聲壓和總聲壓級；pi、Lpi分別為背景聲壓和背景聲壓級；ps、Lps

分別為從總聲壓級中去除背景聲壓級后的聲壓和聲壓級，則12/25/202252第三章家用電器一般通用性能的測試2．聲級相減12/20/2第三章家用電器一般通用性能的測試3．聲級的平均值運算有時要求在同一測試點或不同的幾個點重復(fù)做幾次測量后求聲壓級的平均值，計算公式如下：12/25/202253第三章家用電器一般通用性能的測試3．聲級的平均值運算12/第三章家用電器一般通用性能的測試

二、噪聲測量儀器的基本原理為了研究和控制噪聲，必須對噪聲進行測試和分析。一套噪聲測試儀器包括傳聲器、聲級計和倍頻程濾波器，一般將這三部分合稱為聲級計。這里主要介紹聲級計的原理。聲級計是噪聲測量中最常用的基本儀器。它可以單獨用來測量聲級．也可以與其它儀器配合對噪聲進行頻譜分析等。聲級計一般分為普通聲級計和精密聲級．它們是由傳聲器、衰減器、放大器、頻率計權(quán)網(wǎng)絡(luò)、有效值檢波以及電表指示等部分所組成。其原理框圖如圖所示。12/25/202254第三章家用電器一般通用性能的測試二、噪聲測量儀器的基本原第三章家用電器一般通用性能的測試被測噪聲的聲壓信號經(jīng)過傳聲器轉(zhuǎn)換成電信號，由放大器放大后，再經(jīng)過頻率計權(quán)網(wǎng)絡(luò)以及兩級衰減和放大，最后通過有效值檢波及表頭指示讀出被測噪聲的分貝值。衰減器分為三組嵌入各級放大器是為了使各級放大器在最大信號輸入時，能得到近似相同的動態(tài)范圍。若要對噪聲進行頻譜分析，可接入倍頻程濾波器或任何輸入及輸出阻抗值符合儀器技術(shù)要求的各種倍頻程或l／3倍頻程濾波器通過輸入輸出插孔接入。當(dāng)要求對測量結(jié)果進行自動記錄時，可將電平記錄儀接到聲級計的輸出端。12/25/202255第三章家用電器一般通用性能的測試被測噪聲的聲壓信號經(jīng)過傳聲第三章家用電器一般通用性能的測試(一)傳聲器

傳聲器是將聲壓信號轉(zhuǎn)換成電信號的聲電轉(zhuǎn)換器件。聲級計的頻率響應(yīng)、靈敏度、測量準(zhǔn)確度以及測量范圍等均主要取決于傳聲器的性能。噪聲測量中常用的傳聲器有動圈式、壓電式和電容式三種。1．動圈式傳聲器2．壓電式傳聲器3．電容式傳聲器12/25/202256第三章家用電器一般通用性能的測試(一)傳聲器12/20/第三章家用電器一般通用性能的測試1．動圈式傳聲器在動圈式傳聲器中有一個線圈與隔膜連接。聲壓作用于傳聲器的隔膜，使線圈在磁場中運動，從而產(chǎn)生電信號。這種傳聲器的固有噪聲低，能在高溫或低溫環(huán)境中工作，有比較低的阻抗，可用長電纜與讀出儀器相連接。但這種傳聲器的靈敏度較低，頻率響應(yīng)不夠平直，不宜于在有磁場的設(shè)備附近使用，一般用于普通聲級計中。12/25/202257第三章家用電器一般通用性能的測試1．動圈式傳聲器12/20第三章家用電器一般通用性能的測試2．壓電式傳聲器壓電式傳聲器是利用晶體受壓時產(chǎn)生表面電荷這一壓電效應(yīng)來實現(xiàn)聲電能量轉(zhuǎn)換的，也稱為晶體傳聲器，它具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠、價廉及靈敏度高等優(yōu)點，但它不耐高溫和低溫。只能在0～45℃的環(huán)境中使用。此外，它的低頻響應(yīng)較差。12/25/202258第三章家用電器一般通用性能的測試2．壓電式傳聲器12/2第三章家用電器一般通用性能的測試3．電容式傳聲器電容式傳聲器是目前比較理想的一種傳聲器。膜片與后極板間形成一個平板電容器。當(dāng)聲壓作用于膜片，使其在平衡位置兩側(cè)振動，于是膜片與后極板之間的距離發(fā)生變化，電容量也隨之改變。從而將聲壓轉(zhuǎn)換成電信號輸出。電容傳聲器的金屬零件大多用鎳制作；絕緣體則用石英材料。電容傳聲器的主要優(yōu)點是體積小，動態(tài)范圍寬，在20～20000Hz的頻率范圍內(nèi)響應(yīng)特性平坦．靈敏度高且具有長期的穩(wěn)定性。但它的輸出阻抗高，需經(jīng)過前置放大器進行阻抗變換后再和測量放大器連接。電容式傳聲器的價格較貴，多用于精密聲級計中。12/25/202259第三章家用電器一般通用性能的測試3．電容式傳聲器12/20第三章家用電器一般通用性能的測試(二)頻率計權(quán)網(wǎng)絡(luò)聲級計的輸入信號是被測噪聲引起的聲壓變化，但它的輸出信號卻分為兩部分：其中一部分是聲壓級另一部分輸出是反映人對噪聲感覺的響度級由于噪聲往往是由頻率不同的各純音復(fù)合而成，并具有連續(xù)的頻譜。假定噪聲的響度級是由各純音的響度級相加而成，各純音的響度是從等響曲線上查得，則對于頻譜連續(xù)的噪聲，需要按等響曲線對頻率計權(quán)。為此設(shè)置了A、B、C三種計權(quán)網(wǎng)絡(luò)。這三種網(wǎng)絡(luò)實際上是三套濾波器，濾波器的設(shè)計模擬人耳對聲音的感覺，對人耳敏感的頻域?qū)⒓右酝怀?；對人耳不敏感的頻域則加以衰減。經(jīng)過這樣的處理后，儀器的輸出特性與人耳對聲音的感覺特性相似。12/25/202260第三章家用電器一般通用性能的測試(二)頻率計權(quán)網(wǎng)絡(luò)12/2第三章家用電器一般通用性能的測試三種計權(quán)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性曲線12/25/202261第三章家用電器一般通用性能的測試三種計權(quán)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性曲線第三章家用電器一般通用性能的測試C網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對100phon純音的響應(yīng)。它在整個可聽單頻范圍內(nèi)有近乎平坦的特性；讓各頻率的聲音以近乎同樣的衰減程度通過，因此，它可以反映噪聲的總聲壓級。B網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對70phon純音的響應(yīng)設(shè)計的，當(dāng)接收的音頻信號通過時。低頻段(500Hz以下)有較大的衰減。A網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對40phon純音的響應(yīng)設(shè)計的，它較好地反映了人耳對低頻段不敏感；對頻率為2000～5000Hz的高頻音敏感的特性。A網(wǎng)絡(luò)不是使各種頻率的聲音都以同樣的衰減程度通過，而是使低頻段聲音衰減。將其輸出稱為A聲級(LA)；其分貝數(shù)稱為dB(A)。同樣，將B、C網(wǎng)絡(luò)的輸出分別稱為B聲級(LB)和C聲級(Lc)；它們的分貝數(shù)分別稱為dB(B)和dB(C)。A聲級與人耳的特性接近，因而在噪聲測量中得到了廣泛應(yīng)用。12/25/202262第三章家用電器一般通用性能的測試C網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對100第三章家用電器一般通用性能的測試三、聲功率級的測量聲級計測得的是噪聲的聲壓級。而聲壓級的測量與被測噪聲源的周圍環(huán)境密切相關(guān)，當(dāng)測量環(huán)境變化時，測得的聲壓級也隨之而變。聲功率是一個基本量，它是發(fā)聲體在單位時間內(nèi)發(fā)射出的聲能量，與測量面無關(guān)。避免了用聲壓級進行評價時帶來的誤差。聲功率級可以表征聲源的輻射能量，在聲學(xué)分析和噪聲控制中都顯示出了它的優(yōu)越性。因此以聲功率來評價家用電器的噪聲指標(biāo)是適宜的。測量聲功率級的方法很多。這里介紹自由聲場法，這種方法對測試環(huán)境的要求可以是半消聲室或開闊平坦的室外空地。12/25/202263第三章家用電器一般通用性能的測試三、聲功率級的測量12/2第三章家用電器一般通用性能的測試在自由聲場中，若聲源的噪聲輻射功率為W。則其聲功率級為由上式可看出，聲功率級可以通過測量表面上的平均聲壓級，和測量表面面積進行計算。即12/25/202264第三章家用電器一般通用性能的測試在自由聲場中，若聲源的噪聲第三章家用電器一般通用性能的測試但是在反射面上自由聲場中實際測得的聲壓級，既有聲源直接傳來的，也有多次反射形成的，總聲壓級是二者合成的結(jié)果，因此，聲壓級與聲功率級的關(guān)系為式中K2——由于環(huán)境反射引起的聲壓附加值，也稱環(huán)境修正值。12/25/202265第三章家用電器一般通用性能的測試但是在反射面上自由聲場中實第三章家用電器一般通用性能的測試四、家用電器噪聲功率級的測定

家用電器噪聲測量就是在自由聲場條件下測量噪聲的A聲功率級。(一)測量面與測量點的確定在決定測量點(即傳聲器放置點)前。必須首先確定噪聲測量面，測量點是分布在測量面上的。家電產(chǎn)品噪聲測試的誤差，與測量面的選擇有一定關(guān)系，所以應(yīng)根據(jù)聲源的大小、形狀、發(fā)聲特點以及音量大小等因素來選定測量面。對家用電器來講，可歸納為三種測量面：矩形六面體，半球面和球面。12/25/202266第三章家用電器一般通用性能的測試四、家用電器噪聲功率級的測第三章家用電器一般通用性能的測試1．矩形六面體及其測量點矩形六面體適用于體積較大、形狀為矩形體的各類家用電器。如洗衣機、電冰箱。測量點一般規(guī)定為9點，其位置坐標(biāo)見圖，圖中

12/25/202267第三章家用電器一般通用性能的測試1．矩形六面體及其測量點第三章家用電器一般通用性能的測試圖中Ll、L2、L3分別為基準(zhǔn)體的長、寬、高；d為測量距離，取d=1m。該測量面的面積為12/25/202268第三章家用電器一般通用性能的測試圖中Ll、L2、L3分別第三章家用電器一般通用性能的測試2．半球面半球面適合于體積較小(基準(zhǔn)體長、寬、高分別小于0.7m)，圓形或扁形的放置在地板上或臺面上使用的各類家用電器。如臺扇、吸塵器。測量面及測量點如圖所示。12/25/202269第三章家用電器一般通用性能的測試2．半球面12/20/20第三章家用電器一般通用性能的測試r為球面半徑:一般取r=1m對較大電器可取r=1.5m對尺寸較小及輻射聲能較小的電器，r可適當(dāng)減小，但必須滿足:半球面測量面的面積為測量點一般規(guī)定為10點。12/25/202270第三章家用電器一般通用性能的測試r為球面半徑:半球面測量第三章家用電器一般通用性能的測試3．球面球面適用于各類懸吊式、手提式家用電器，如吊扇、吹風(fēng)機。測量點如圖所示。12/25/202271第三章家用電器一般通用性能的測試3．球面12/20/202第三章家用電器一般通用性能的測試測量點一般為8個，r為球面半徑:取r=lm對于小家電r可取小些，但要求r:測量面面積為12/25/202272第三章家用電器一般通用性能的測試測量點一般為8個，r為球面第三章家用電器一般通用性能的測試(二)測量計算首先算出測量表面平均A聲級：12/25/202273第三章家用電器一般通用性能的測試(二)測量計算12/20第三章家用電器一般通用性能的測試然后計算A聲功率級在近似一個反射面上的自由聲場中。K2用標(biāo)準(zhǔn)聲源法確定。12/25/202274第三章家用電器一般通用性能的測試然后計算A聲功率級小結(jié)◆本章介紹了家用電器的三個一般通用性能的測試:功率測試家用電器測試中經(jīng)常采用的測溫方法噪聲測試的一般原理、方法和家用電器噪聲測試的特殊問題進行討論第三章家用電器一般通用性能的測試12/25/202275小結(jié)第三章家用電器一般通用性能的測試12/20/2再見12/25/202276再見12/20/202276電器產(chǎn)品質(zhì)檢

12/25/202277電器產(chǎn)品質(zhì)檢12/20/20221本章將介紹家用電器的幾個一般通用性能的測試。家用電器的這些性能并不能嚴(yán)格劃分在安全性能中，也并不能嚴(yán)格劃分在使用性能中。對某些家用電器它們可能是安全性能；而對另一些家用電器則是使用性能。所以我們把它們稱作一般通用性能而另列一章介紹。第三章家用電器一般通用性能的測試12/25/202278本章將介紹家用電器的幾個一般通用性能的測試。第三章功耗是家用電器的綜合經(jīng)濟指標(biāo)之一?？梢赃@樣說，某種家用電器能否取得廣泛的市場，是否適合一個國家的國情，將主要取決于該種電器能耗的大小。因此功率測試是家用電器的必測項目。在電熱器具、電動器具和制冷器具測試中，溫度和由溫度的變化來體現(xiàn)的溫升是經(jīng)常要測試的物理量。溫度測量的方法是多種多樣的，本章將介紹在家用電器測試中經(jīng)常采用的測溫方法。家用電器噪聲的大小對使用者來說是極為關(guān)注的，同時也是一項重要指標(biāo)。本章再對噪聲測試的一般原理、方法和家用電器噪聲測試的特殊問題進行討論。第三章家用電器一般通用性能的測試12/25/202279功耗是家用電器的綜合經(jīng)濟指標(biāo)之一。可以這樣說，某種家用電器能本章內(nèi)容：第一節(jié)家用電器輸入功率的測量第二節(jié)溫度溫升的測量第三節(jié)家用電器噪聲測試要點

第三章家用電器一般通用性能的測試掌握功率測量的方法掌握家用電器測試中常用的測溫及溫升方法掌握噪聲測試技術(shù)12/25/202280本章內(nèi)容：要點第三章家用電器一般通用性能第三章家用電器一般通用性能的測試第一節(jié)家用電器輸入功率的測量一、家用電器輸入功率基本測試方法

電功率測量，其方法是多樣靈活的。如:測直流功率的方法有電流表、電壓表法、功率表法、直流電位差計法及數(shù)字功率表法等；測單相交流功率的方法有功率表法、交流電位差計法、熱電比較儀表法和數(shù)字功率計法等。絕大多數(shù)家用電器使用的是單相工頻交流電，最方便實用的功率測量方法就是電動系功率表法，側(cè)重于考慮幾種家用電器功率測量的特殊要求。12/25/202281第三章家用電器一般通用性能的測試第一節(jié)家用電器輸入功率的測第三章家用電器一般通用性能的測試

(一)洗衣機消耗功率測定由于洗衣機有幾種不同的工作狀態(tài)，因此各種狀態(tài)下的功耗測定略有不同。1.洗滌消耗功率測定洗滌消耗功率是指用標(biāo)準(zhǔn)電度表和計時表測定出的洗衣機在額定洗滌狀態(tài)下完成一個標(biāo)準(zhǔn)洗滌程序(定時器為滿量程)的平均輸入功率。測試時有以下問題：(1)普通型洗衣機在測試過程中，應(yīng)扣除洗衣機電機的停止時間。(2)半自動和全自動洗衣機的平均輸入功率，是指一個標(biāo)準(zhǔn)洗滌程序內(nèi)總的耗電量與用電時間之比。12/25/202282第三章家用電器一般通用性能的測試(一)洗衣機消耗功率測定第三章家用電器一般通用性能的測試當(dāng)計時表選用秒表時，測量電路的接線如圖所示。12/25/202283第三章家用電器一般通用性能的測試當(dāng)計時表選用秒表時，測量電第三章家用電器一般通用性能的測試

圖中電流繼電器的線圈和洗衣機電路串聯(lián)后接入電源，電流繼電器的常開觸點控制電秒表的走時，這樣便自動扣除了電機停轉(zhuǎn)的時間。電度表的讀數(shù)與電秒表的讀數(shù)之比就是平均輸入功率。2．脫水消耗功率測定

洗衣機在額定脫水狀態(tài)下，將額定脫水容量的洗滌物浸漬1min以上，然后放入脫水桶中脫水。待脫水狀態(tài)達到穩(wěn)定時，用功率表測定此時的輸入功率，即為脫水消耗功率。12/25/202284第三章家用電器一般通用性能的測試圖中電流繼電器的線圈第三章家用電器一般通用性能的測試

(二)電冰箱輸入功率測定

很顯然，電冰箱在不同的使用環(huán)境溫度下將有不同耗電量，因此電冰箱的耗電和功率應(yīng)在特定的環(huán)境條件下測定，測定時箱內(nèi)不應(yīng)有冷凍負(fù)荷。具體要求為：環(huán)境溫度為(32±1℃)；相對濕度為70％～80％。

使壓縮機連續(xù)運行。待箱內(nèi)溫度達到大致穩(wěn)定后(冷藏室溫度下降每小時小于1℃)，用功率表測定輸入功率。12/25/202285第三章家用電器一般通用性能的測試(二)電冰箱輸入功率測定第三章家用電器一般通用性能的測試

（三)電風(fēng)扇輸入總功率的測定

輸入總功率是指電風(fēng)扇驅(qū)動電動機及其所有耗電的用電器件，在額定電壓和正常工作溫度下的輸入功率的總和。測量時使電風(fēng)扇在額定電壓和頻率下運轉(zhuǎn)，把調(diào)速器置于最高轉(zhuǎn)速檔位置(臺扇、壁扇等的電動機軸線成水平，如有搖頭機構(gòu)時，則處于工作狀態(tài)下)。其電動機及所有可拆開的用電器件均處于工作狀態(tài)，至少運轉(zhuǎn)0.5h后，再測量電風(fēng)扇的輸入總功率。12/25/202286第三章家用電器一般通用性能的測試（三)電風(fēng)扇輸入總功率的第三章家用電器一般通用性能的測試二、輸入功率的數(shù)字測量

應(yīng)用功率轉(zhuǎn)換器與數(shù)字電壓表配用就能實現(xiàn)功率的數(shù)字測量。功率轉(zhuǎn)換器就是一全電子乘法器，其特點是它的輸出電壓的大小正比于它的兩個輸入電壓的數(shù)值的乘積，如果使一個輸入電壓正比于負(fù)載電壓的大小，而另一個輸入電壓正比于負(fù)載電流的大小，則電子乘法器的輸出電壓，正比于負(fù)載所消耗的功率，用數(shù)字電壓表測量這個電壓就可以確定被測功率。如果將這個數(shù)字電壓表的顯示按功率直接標(biāo)定。也就構(gòu)成了數(shù)字功率表。12/25/202287第三章家用電器一般通用性能的測試二、輸入功率的數(shù)字測量12第三章家用電器一般通用性能的測試功率轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換精度高、應(yīng)用最為廣泛的是時間分割乘法器，主要部分就是一個基于電壓時間變換原理的脈沖寬度調(diào)制器。(一)脈沖調(diào)寬器原理脈沖調(diào)寬電路原理框圖和工作波形圖。12/25/202288第三章家用電器一般通用性能的測試功率轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換精度高第三章家用電器一般通用性能的測試運算放大器與電阻RI、R2、R3以及電容C一起組成一積分加法器。被測直流電壓Ux、方波節(jié)拍電壓±E和基準(zhǔn)電壓+Un或-Un，都加于積分加法器的輸入端。積分加法器的輸出電壓Usc加在比較器上，與零電平進行比較，當(dāng)Usc>0時，比較器的輸出使電子開關(guān)K接至+Un；當(dāng)Usc<0時，K接入-Un。隨著被測直流電壓Ux大小的不同，則基準(zhǔn)電壓Un被正向接入+Un的時間Tl和負(fù)向接入-Un的時間T2就不同。當(dāng)+Ux愈大，則-Un接入的時間T2就愈長，而T2-TI就可以表征被測電壓Ux的大小，從而實現(xiàn)了電壓時間的變換。12/25/202289第三章家用電器一般通用性能的測試運算放大器與電阻RI、R2第三章家用電器一般通用性能的測試當(dāng)電路處于穩(wěn)定狀態(tài)時，每一個周期內(nèi)積分電容C的充電量應(yīng)等于放電量，考慮到方波節(jié)拍電壓±E在一個周期中是正、負(fù)半波對稱的，其平均值為零。所以在電量平衡方程式中可以不考慮±E的作用，這樣就可寫出電量平衡方程式為12/25/202290第三章家用電器一般通用性能的測試當(dāng)電路處于穩(wěn)定狀態(tài)時，每一第三章家用電器一般通用性能的測試上式中的T2+Tl正好是方波節(jié)拍電壓±E的周期T，即T=T2+T1。這樣，整個電路工作的重復(fù)周期就取決于方波節(jié)拍電壓的周期。對一定的線路來說，T、Un、R1和R2都是事先設(shè)計好的確定值。因此Un就與(T2一T1)成正比。脈沖調(diào)寬的實質(zhì)就是通過積分器內(nèi)電量平衡的作用把節(jié)拍電壓±E所提供的周期T的時間分割為T1和T2兩部分，而使兩者的差值(T2一T1)與被測電壓Un成正比。12/25/202291第三章家用電器一般通用性能的測試上式中的T2+Tl正好是方第三章家用電器一般通用性能的測試(二)時間分割乘法器原理時間分割乘法器的構(gòu)成如圖所示，圖中脈寬調(diào)制部分等同于上圖中的脈沖調(diào)寬電路,K2也是由脈寬調(diào)制電路中的比較器的輸出控制的。12/25/202292第三章家用電器一般通用性能的測試(二)時間分割乘法器原理第三章家用電器一般通用性能的測試圖中的另外一部分是幅度調(diào)制部分，A2、R4和R5共同組成一個反相器的輸入電壓是+Uy，輸出電壓是-Uy。由于電子開關(guān)K2也同樣受比較器輸出的控制,因此K2和Kl是一組聯(lián)動開關(guān)。一個周期中,K2接至-Uy的時間就是T1,而接至+Uy的時間是T2，其低通濾波器的輸出電壓Usc就是±Uy在周期T內(nèi)的平均值，故式中K=R2／R1Un12/25/202293第三章家用電器一般通用性能的測試圖中的另外一部分是幅度調(diào)制第三章家用電器一般通用性能的測試從上式可以看出,時間分割乘法器的輸出電壓Usc正比于兩個輸入電壓Ux與Uy,若使Ux從被測電壓用分壓器取得，而Uy從被測電流用標(biāo)準(zhǔn)電阻變換成電壓取得，顯然，Usc就可以代表被測電路的功率，從而完成了功率電壓的轉(zhuǎn)換。只要節(jié)拍電壓的頻率足夠高,時間分割乘法器也同樣能用于交流電路，所以這種類型的數(shù)字功率表也可測量交流功率。12/25/202294第三章家用電器一般通用性能的測試從上式可以看出,時間分割乘第三章家用電器一般通用性能的測試三、計算機式數(shù)字功率計

一般電子式數(shù)字功率計采用時間分割乘法器的原理，把交流電壓和交流電流的乘積(即功率)轉(zhuǎn)換成與它們成正比的直流電壓，然后對這個直流電壓進行測量。時間分割乘法器的主要缺點是在全功率因數(shù)范圍內(nèi)很難保證它的線性度。家用電器輸入功率的通用表達式為其中，T為交流電壓和電流的周期。12/25/202295第三章家用電器一般通用性能的測試三、計算機式數(shù)字功率計其中第三章家用電器一般通用性能的測試如果用計算機在T內(nèi)對u(t)、i(t)進行足夠多次(如N次)的采樣,則計算機可算出輸入功率為式中N——T時間內(nèi)的采樣次數(shù)．

uk、ik——分別為電壓、電流和第K次采樣值。上式的計算可以看出，輸入功率的求解過程與功率因數(shù)無關(guān)，因此就保證了儀器測量功率的功率因數(shù)由0～1。12/25/202296第三章家用電器一般通用性能的測試如果用計算機在T內(nèi)對第三章家用電器一般通用性能的測試第二節(jié)溫度溫升的測量

一、家用電器測試中常用的測溫方法冰箱的溫度特性、電機繞組的發(fā)熱和電熱器具的加熱性能等家電測試項目的進行都離不開溫度測量。事實上溫度是家用電器測試中除電氣參數(shù)外最常檢測的物理量。溫度測量方法是多種多樣的，在家用電器測試中經(jīng)常使用的測溫方法有三種：熱電偶熱電阻測溫?zé)崦綦娮铚y溫集成溫度傳感器測溫12/25/202297第三章家用電器一般通用性能的測試第二節(jié)溫度溫升的測量12第三章家用電器一般通用性能的測試二、溫升測試

在家用電器測試中，溫升有兩方面的含義：一方面是指電熱器具和制冷器具的升溫和降溫特性；另一方面則是指非功能性發(fā)熱的器具及其部件在工作過程中的發(fā)熱情況。前者反映的是器具的使用性能；而后者反映的是器具的安全性能。在這里所討論的溫升是指后者，并且以單相驅(qū)動微電機的線圈溫升測試為主要研究對象。電機中的絕緣結(jié)構(gòu)材料有一個使用溫度的限制極限。超過這個使用極限，絕緣材料將加速老化從而使電機使用壽命縮短，嚴(yán)重時還可能燒毀電機。為了保證電機正常運行，必須進行溫升試驗，考查電機在額定工作條件下運行時，其繞組的溫度升高變化的情況。12/25/202298第三章家用電器一般通用性能的測試二、溫升測試12/20/2第三章家用電器一般通用性能的測試(一)溫升試驗中的幾種測沮方法國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測量電機繞組、鐵心以及其它部位溫度的基本方法有三種。即溫度計法、電阻法和埋置檢溫計法。其中埋置檢溫計法用于大電機測溫，這里不作介紹。1．溫度計法這是一種最簡便的直接測量溫度的方法。在電機試驗中經(jīng)常使用的溫度計有酒精溫度計、半導(dǎo)體溫度計和非埋置的熱電偶或電阻溫度計。用溫度計法所測得的溫度為被測點的表面溫度，測量時應(yīng)將溫度計的感溫部分緊貼在被測點的表面。從被測點到感溫元件之間的熱傳導(dǎo)應(yīng)盡可能良好。

12/25/202299第三章家用電器一般通用性能的測試(一)溫升試驗中的第三章家用電器一般通用性能的測試2．電阻法如前所述，金屬導(dǎo)線的電阻隨著溫度的升高也相應(yīng)地增加。在一定的溫度范圍內(nèi),其電阻值與溫度之間存在一定的函數(shù)關(guān)系。應(yīng)用這原理，可以通過測量繞組的電阻值來確定其溫度，稱為電阻法測溫。用該法測得的結(jié)果是整繞組的平均溫度。對于用銅導(dǎo)線做成的電機繞組，當(dāng)溫度在-50～150℃范圍內(nèi)，電阻值與溫度之間:R2／R1=(235+t2)／(235+t1)

(式中Rl和R2分別代表溫度為tl℃和t2℃時繞組的直流電阻值。)12/25/2022100第三章家用電器一般通用性能的測試2．電阻法12/20/20第三章家用電器一般通用性能的測試在電機未接電源之前，先測量繞組的冷態(tài)直流電阻值R1，并記錄測R1時的室溫tl；當(dāng)電機運行一段時間后，再測量繞組的熱態(tài)直流電阻R2；最后便可求得繞組運行時的溫度t2。若要求繞組的溫升△t，將t2減去試驗結(jié)束時冷卻介質(zhì)的溫度t0即可，即12/25/2022101第三章家用電器一般通用性能的測試在電機未接電源之前，先測量第三章家用電器一般通用性能的測試若要求準(zhǔn)確地測定電機的穩(wěn)定溫升，則必須測得繞組的熱態(tài)電阻。其方法有兩種：斷電停機測量帶電測量斷電停機測電阻必須保證從切斷電源到測出電阻之間的時間間隔不超過（國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的）20s，否則就需用外推法。所謂外推法，是指當(dāng)電動機運行到穩(wěn)定溫升時，即在30min內(nèi)機殼表面的溫度變化不大于0.5℃時,將電動機從電源斷開，并迅速將繞組的電阻變化測定下來，將測得的數(shù)據(jù)畫成曲線，并將曲線往后延伸到時間的起始點(電機斷電的那個時刻)。找到電機斷電時刻的繞組電阻值R2，便可算出溫升。12/25/2022102第三章家用電器一般通用性能的測試若要求準(zhǔn)確地測定電機的穩(wěn)定第三章家用電器一般通用性能的測試(二)電機繞組的帶電測沮帶電測溫的基本方法是將一個較小的直流測試電流疊加于繞組的交流負(fù)載電流上，從而實現(xiàn)不中斷運行而測量繞組的電阻。所以帶電測溫又稱疊加法測溫。如圖為帶電測溫原理電路，當(dāng)被測電機繞組中串入一個電容C時，繞組回路的阻抗可用下式表示：12/25/2022103第三章家用電器一般通用性能的測試(二)電機繞組的帶電測沮第三章家用電器一般通用性能的測試如果XL=XC，則ZX=RX，此時電流達到最大值。電路的諧振角頻率為只要調(diào)整電容C，就可以達到串聯(lián)諧振。在電橋比較臂回路和直流回路中分別串入扼流圈L1和L2(起限流作用)。用檢流計G來測量，加上濾波器Z的目的是消除殘余交流電流對直流檢流計的影響。當(dāng)電橋處于平衡時，檢流計指零，并有如下關(guān)系式：這樣便在電機工作狀態(tài)下測得了繞組的電阻，從而可以換算出繞組的溫度。12/25/2022104第三章家用電器一般通用性能的測試如果XL=XC，則ZX=R第三章家用電器一般通用性能的測試（三）紅外線測溫儀進行非接觸測溫1.紅外測溫儀工作原理一切溫度高于絕對零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布―與它的表面溫度有著十分密切的關(guān)系。因此，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準(zhǔn)確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫所依據(jù)的客觀基礎(chǔ)。12/25/2022105第三章家用電器一般通用性能的測試（三）紅外線測溫儀進行非第三章家用電器一般通用性能的測試4.使用紅外測溫儀的好處

便捷紅外測溫儀可快速提供溫度測量，在用熱偶讀取一個滲漏連接點的時間內(nèi)，用紅外測溫儀幾乎可以讀取所有連接點的溫度。另外由于紅外測溫儀堅實.輕巧，在工廠巡視和日常檢驗工作時都可攜帶。精確紅外測溫儀通常精度都是1℃以內(nèi)。這種性能在做預(yù)防性維護時特別重要，如監(jiān)視惡劣生產(chǎn)條件和將導(dǎo)致設(shè)備損壞或停機的特別事件時,可快速探測操作溫度的微小變化，在其萌芽之時就可將問題解決，減少因設(shè)備故障造成的開支和維修的范圍。安全紅外測溫儀能夠安全地讀取難以接近的或不可到達的目標(biāo)溫度，可以在儀器允許的范圍內(nèi)讀取目標(biāo)溫度。非接觸溫度測量還可在不安全的或接觸測溫較困難的區(qū)域進行，精確測量就象在手邊測量一樣容易。12/25/2022106第三章家用電器一般通用性能的測試4.使用紅外測溫儀的好處第三章家用電器一般通用性能的測試5.應(yīng)用

測量電器設(shè)備

非接觸紅外線測溫儀可以從安全的距離測量一個物體的表面溫度，使其成為電器設(shè)備維修操作中不可缺少的工具。電動機-為了保持電動機的壽命期，檢查供電連接線和電路斷路器（或者保險絲）溫度是否一致。電動機軸承-檢查發(fā)熱點，在出現(xiàn)的問題導(dǎo)致設(shè)備故障之前定期維修或者更換。電動機線圈絕緣層-通過測量電動機線圈絕緣層的溫度，延長它的壽命。

各相之間的測量-檢查感應(yīng)電動機、大型計算機和其它設(shè)備的電線和連接器各相之間的溫度是否相同。變壓器-空冷器件的繞組可直接用紅外測溫儀測量以查驗過高的溫度，任何熱點都表明變壓器繞組的損壞。12/25/2022107第三章家用電器一般通用性能的測試5.應(yīng)用測量電器設(shè)備

第三章家用電器一般通用性能的測試在軋鋼過程中，鋼坯的軋制溫度是關(guān)鍵的工藝參數(shù)，鋼坯溫度控制的好壞，將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。在軋鋼工藝中，鋼坯溫度傳統(tǒng)的控制方法是用熱電偶測量加熱爐內(nèi)溫度的辦法間接控制。由于熱電偶測得的是爐內(nèi)腔體的溫度，而不是鋼坯的真實溫度，加上爐內(nèi)狀況的變化，其內(nèi)部的溫度分布也存在著一定的離散性，故熱電偶測得的溫度并不能代表每一根鋼坯的實際溫度，而鋼坯一出爐，溫度就通常用肉眼根據(jù)其發(fā)紅的顏色來估計，無法定量地檢測出每根鋼坯的實際溫度。根據(jù)軋鋼的工藝特點，在紅外測溫儀上，專門增設(shè)了軋鋼測量功能，不但能較正確地測量出每根鋼坯的實際溫度，還可以對鋼坯的根數(shù)進行計數(shù)。測溫儀的應(yīng)用12/25/2022108第三章家用電器一般通用性能的測試在軋鋼過程中，鋼坯的軋制溫第三章家用電器一般通用性能的測試第三節(jié)家用電器噪聲測試

噪聲是一種聲音，實際上它并不具有特殊的聲學(xué)上的意義或特征。所謂噪聲往往是從生理學(xué)的意義上來說的，凡是使人感到煩躁、厭惡的聲音都可稱為噪聲。即使是交響樂，對于需要睡眠的人來講，也可以認(rèn)為是噪聲。噪聲嚴(yán)重影響人們的正常生活和工作，也影響建筑物和儀器的使用壽命，因而噪聲也是一種環(huán)境公害。家用電器的普及給人們的生活帶來了方便，但由于家用電器用于家庭生活環(huán)境中，它所產(chǎn)生的噪聲也給人們的生活帶來了煩惱。對于用戶來講，對家用電器噪聲大小也是極關(guān)注的。因此，包括我國在內(nèi)的世界各工業(yè)化國家對家用電器的噪聲性能都制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，從而使噪聲測試成為家用電器產(chǎn)品檢驗的一項重要工作。12/25/2022109第三章家用電器一般通用性能的測試第三節(jié)家用電器噪聲測試12第三章家用電器一般通用性能的測試噪聲測量工作是噪聲控制工作的一個重要組成部分。只有將測得的噪聲數(shù)據(jù)及頻譜成分進行分析、綜合，才能根據(jù)實際情況采取相應(yīng)的措施來控制,因為噪聲是機械振動在彈性介質(zhì)中傳播的波。頻率范圍在20Hz～20kHz的聲音作用于人耳時方能產(chǎn)生聽覺，這頻率范圍內(nèi)的聲音稱為可聽聲頻率低于20Hz的聲音稱為次聲高于20kHz的聲音稱為超聲人的聽覺系統(tǒng)感受不到次聲和超聲(但這并不意味著這兩種聲音對人體無害)，所以研究噪聲實際上是研究人耳能感覺到的可聽聲。12/25/2022110第三章家用電器一般通用性能的測試噪聲測量工作是噪聲控制工作第三章家用電器一般通用性能的測試一、噪聲的基本量度噪聲測量的目的在于評價噪聲，對噪聲的評價分為客觀評價和主觀評價所謂客觀評價就是要確定聲源所輻射的噪聲的大小和性質(zhì)，即對噪聲的物理特征進行評價和估計噪聲的客觀評價參數(shù)有聲壓、聲壓級、聲強、聲強級、聲功率和聲功率級對噪聲的主觀評價就是評價和估計噪聲對人體的影響，也即評價人對噪聲的主觀感受，常用響度和響度級來評價。12/25/2022111第三章家用電器一般通用性能的測試一、噪聲的基本量度12/2第三章家用電器一般通用性能的測試(一)客觀評價噪聲的物理量

1．聲壓和聲壓級(1)聲壓：聲音在傳播過程中使空氣密度時而變密，壓強增高；時而變疏，壓強降低。空氣中沒有聲波擾動時的大氣壓強稱靜壓強。當(dāng)有聲音傳播時，大氣壓強與靜壓強就產(chǎn)生了差別，這個壓強稱為聲壓，用p表示。