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NTC熱敏電阻測試檢測需要注意的問題

作者：百檢網(wǎng) 時間：2022-05-23 來源：互聯(lián)網(wǎng)

熱敏電阻是熱敏器件，受所有熱能源的影響。它們受環(huán)境溫度、自熱、傳導(dǎo)熱、熱輻射和太陽輻射等的影響。適當(dāng)?shù)臏y試設(shè)置圍繞著對這些影響進行充分控制，并將其影響量化或*小化。需要關(guān)注三個基本方面：溫控測試槽的穩(wěn)定性、獨立溫度指示器的準確性以及測試本身對熱敏電阻的干擾影響。

常規(guī)


關(guān)于熱敏電阻*基本的問題是“它在給定溫度下的電阻是多少？”熱敏電阻通常浸入精確控制溫度的液體浴中，然后測量其電阻。通常不使用氣室，因為它們*難穩(wěn)定和控制。應(yīng)如何精確控制浴溫？

假設(shè) 5% 的熱敏電阻在 25°C 的曲線上需要電阻。 α 為 4.4%/C。 5% 電阻容差轉(zhuǎn)換為等效溫度容差。

5% 除以 4.4% / C° = 1.2 C°

根據(jù)經(jīng)驗，浴槽誤差不應(yīng)大于大約 0.1 C° 的十分之一。如果熱敏電阻的溫度容差規(guī)定為 0.02 C°，則浴槽必須能夠承受 0.02 C°。

應(yīng)該注意的是，恰好在 5% 限值的熱敏電阻可能會因浴槽誤差而被誤報為 5.5%。在 0.2C° 的例子中，它可能被誤表示為 0.22C°。當(dāng)然，浴槽誤差有時也可能使熱敏電阻看起來更有利。如果這是不可接受的，可以做兩件事之一。要么必須將浴槽控制到更可接受的精度，要么必須有測量時實際浴槽溫度的校正因子。為了校正溫度，使用 alpha 將誤差轉(zhuǎn)換為等效電阻，并根據(jù)需要從原始電阻讀數(shù)中添加或減去。

溫度校正可能有其自身的缺陷。所有受控?zé)嵯到y(tǒng)中的溫度都傾向于在稱為系統(tǒng)帶寬的狹窄溫度范圍內(nèi)漂移或循環(huán)。它也可能被稱為“沐浴秋千”。為了盡量減少這種影響，操作員可以等到溫度恰好達到所需的確切溫度，然后快速讀取電阻讀數(shù)。如果溫度在一兩分鐘內(nèi)的波動不超過十分之一度，這可能是一種有效的方法。

但是，有兩個注意事項。**，獨立溫度指示器和被測熱敏電阻具有相似的結(jié)構(gòu)尺寸、材料和熱質(zhì)量。否則，兩個設(shè)備將不會相互跟蹤或跟蹤。更大或更重的設(shè)備在溫度上會滯后。第二點是溫度波動趨于呈正弦曲線，平均值以所需的測試溫度為中心。結(jié)果是，雖然電阻讀數(shù)顯然是在所需的確切溫度下讀取的，但它也是循環(huán)中變化率*快的點，作為參考，如果允許在一個方向（到邊緣之一）擺動到其全范圍的系統(tǒng)帶寬）那么這將是*穩(wěn)定的點。事實上，有一段時間，變化率幾乎為零，但距離所需溫度*遠。

液體介質(zhì)


如果被測熱敏電阻和獨立溫度傳感器都在保護外殼中，則可以使用水。如果熱敏電阻是裸露的或有裸露的引線，則必須使用不導(dǎo)電的液體，例如礦物油精或油。

在高溫領(lǐng)域，有一些注意事項。油類會產(chǎn)生煙霧，應(yīng)配備通風(fēng)櫥和電源通風(fēng)系統(tǒng)。它們會閃燃和燃燒，因此應(yīng)在低于閃點或制造商建議的情況下使用。高品質(zhì)的熱油可能對人員構(gòu)成危險，因此必須使用固定裝置或防濺罩防止或盡量減少飛濺和溢出。

硅油也可用作浴液，但通常避免在電氣設(shè)備周圍使用。油似乎會蠕動或以蒸氣形式進入不需要的地方，例如開關(guān)和繼電器觸點。觸點工作時通常發(fā)生的輕微電弧會分解油，在觸點表面留下二氧化硅。由此產(chǎn)生的白色殘留物是不導(dǎo)電的，可防止觸點閉合和神秘的設(shè)備故障。

獨立溫度傳感器


溫度浴必須包含一個準確的溫度指示器。在客戶測試點進行工廠校準的熱敏電阻通常是*好的傳感器。也可以使用鉑電阻燈泡 (RTD)，但也必須進行校準。熱敏電阻具有更高的 alphas 和更理想的更高電阻值的選擇，易于使用。他們的熱敏電阻具有更高的電阻值，可*大限度地減少引線誤差。熱敏電阻的較高 alpha 值也非常重要。熱敏電阻的 1% 讀數(shù)誤差僅相當(dāng)于 0.05°C 的溫度誤差。相反，鉑電阻燈泡上 0.1% 的讀數(shù)會轉(zhuǎn)化為 3°C 的溫度誤差。熱電偶一般不具備作為參考的精度和穩(wěn)定性。

自熱


為了獲得*高信號，*好在考慮中的熱敏電阻上放置“高”測試電壓。允許的電壓量取決于耗散常數(shù)和測試溫度下的電阻。

示例：當(dāng)施加 2 伏電壓時，α 為 4.4%/C° 且耗散常數(shù)為 1 毫瓦/度的 10K 熱敏電阻由于自熱而導(dǎo)致的溫升是多少？

W = E2 / R 或 mW = E2 /K ohms

mW = 22 / 10 = .4Mw

溫度上升 = 功率 / 耗散常數(shù) = .4 / 1 = .4 C° 上升

對于大多數(shù)用途來說，這是一個太大的錯誤。將電壓降低到 1 伏仍然會產(chǎn)生 0.1 C° 的誤差。進一步降低到 0.5 伏只會產(chǎn)生 0.025°C 的誤差，這在大多數(shù)情況下是可以接受的。請注意，隨著電壓降低，相應(yīng)的溫升會迅速下降。

從普通商用數(shù)字萬用表 (DMM) 提供給熱敏電阻的電流可能很大。有關(guān)預(yù)期儀表范圍，請咨詢 DMM 制造商的規(guī)范。

示例：通過與上述相同的 10 K 熱敏電阻的 100 微安 (100 uA) 的功耗和由此產(chǎn)生的溫升是多少？

W = 12 * R

W = (100 * 106)2 * (10,000) = .1mW

.1mW 相當(dāng)于 1 C° 上升。這太多了，必須尋求替代方案。 DMM 是一種過于方便和準確的儀器，不能很快放棄。根據(jù)特殊訂單，一些儀器制造商可以將電流設(shè)置為較低水平。在耗散常數(shù)高一個數(shù)量級的較大熱敏電阻或探頭組件上，由 DMM 電流引起的溫升可能可以忽略不計。

玻璃溫度計


典型的實驗室玻璃溫度計不適合熱敏電阻測試槽通常要求的精度。帶有 10 英寸刻度的 0°C 至 200°C 溫度計每 0.050 英寸或小于 16 英寸會有一個度數(shù)標記。半度標記大約是一英寸的三十秒，沒有什么更實用的了。可讀性和準確性不能超過 0.25 C° 的一半。擴展刻度溫度計在一定程度上提高了可讀性，但仍不能提供所需的精度和準確度。

常見的實驗室溫度計通常是三英寸浸入式，更精確的類型是完全浸入式（浸入至少達到讀數(shù)水平）。現(xiàn)在，為了盡量減少浴槽中溫度梯度的影響，被測熱敏電阻和溫度計燈泡必須相鄰。如果溫度計燈泡在浴缸表面以下 10 英寸左右，這至少是不方便的。玻璃溫度計也需要定期校準檢查，因為如果暴露在其溫度上限，特別是長時間暴露，玻璃會“冷流”。

溫度梯度


必須*大限度地減少溫度梯度和波動，以獲得*佳讀數(shù)精度和可重復(fù)性。從這里可以更容易地指出熱系統(tǒng)不良的問題，例如熱板上的大燒杯。*熱點將位于底部表面的中間，遠離較冷的一側(cè)。*冷的區(qū)域?qū)⑹强拷嗇y的頂面。這里有蒸發(fā)冷卻、對流冷卻，以及從液面上方燒杯邊緣的一些散熱。

添加電機驅(qū)動是一項重大改進，但應(yīng)該是螺旋槳式并巧妙驅(qū)動以實現(xiàn)*佳混合。

下一個重大改進來自于側(cè)面絕緣和添加絕緣蓋。這看起來很直觀，因為它*大地減少了蒸發(fā)和對流冷卻，從而減少了冷點。不太明顯的是需要較少的補充熱量的好處。加熱器本質(zhì)上是溫度梯度的*大貢獻者。只有在加熱器和浴液之間存在較大溫差時，它才能注入所需的熱量。較小的熱量需求導(dǎo)致加熱器和液體之間的溫差較小。這轉(zhuǎn)化為較低的熱點和較低的梯度。

應(yīng)仔細選擇溫度指示傳感器的位置。溫度曲線可以在垂直平面和水平面上運行，以確定*穩(wěn)定的區(qū)域。這不一定在幾何中心。它更有可能離加熱器很遠，在葉輪的下游，遠離側(cè)壁，通常離頂面三英寸左右。被測熱敏電阻不僅位于同一區(qū)域，而且與指示溫度傳感器處于完全相同的深度，并盡可能接近它。

在尋求百分之一度的溫度梯度的情況下，本土設(shè)計通常令人失望。在浴槽幾何形狀、加熱器幾何形狀和放置、絕緣、油循環(huán)和溫度控制等方面有太多微妙的方面。哪些*好留給專業(yè)供應(yīng)商。

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