深入了解熱電阻，影響熱電阻響應(yīng)時(shí)間的因素有哪些?

在這篇文章中，小編將對(duì)熱電阻的相關(guān)內(nèi)容和情況加以介紹以幫助大家增進(jìn)對(duì)熱電阻的了解程度，和小編一起來閱讀以下內(nèi)容吧。

一、熱電阻

熱電阻按結(jié)構(gòu)可分為線繞元件式和薄膜元件式，線繞式是目前最為常見的類型，其感溫金屬絲纏繞在某種材質(zhì)的芯體上，因此稱為線繞式;薄膜式則是將感溫金屬嵌于薄片基體上制成。目前，使用中比較常見的熱電阻探針均采用的是線繞式，通過選用不同基體、保護(hù)套管、連接線等實(shí)現(xiàn)在不同場(chǎng)合的應(yīng)用。薄膜式熱電阻除具有常規(guī)熱電阻的性能外，還具有體積小、電阻溫度系數(shù)高、熱容量小、熱響應(yīng)快、耐振動(dòng)、耐沖擊的特點(diǎn)，適用于安裝位置小，需要快速響應(yīng)的測(cè)溫系統(tǒng)中，在諸如電子設(shè)備的熱測(cè)試等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。但使用時(shí)，需注意薄膜式熱電阻的最大工作電流遠(yuǎn)小于線繞式，其體積小、熱容小的特點(diǎn)，使其自熱系數(shù)高于線繞式，過大的電流將會(huì)對(duì)其溫度測(cè)量帶來較大的誤差。因此，通常薄膜式熱電阻產(chǎn)品一定會(huì)給出其自熱系數(shù)，使用者需關(guān)注。

二、影響熱電阻響應(yīng)時(shí)間的因素有哪些

通過上面的介紹，想必大家對(duì)熱電阻已經(jīng)具備了初步的認(rèn)識(shí)。在這部分，我們主要來了解一下有哪些因素會(huì)影響到熱電阻的響應(yīng)時(shí)間。

熱電阻插入溫場(chǎng)后，需經(jīng)過一定時(shí)間才能與介質(zhì)達(dá)到熱平衡，這就是熱電阻的響應(yīng)時(shí)間。尤其在帶有一定流速的氣體或液體中，溫度往往是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程，當(dāng)利用熱電阻進(jìn)行動(dòng)態(tài)溫度測(cè)量時(shí)，需尤其關(guān)注熱電阻的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。有研究表明，熱電阻的響應(yīng)時(shí)間主要與熱電阻本身性質(zhì)、介質(zhì)、流速等有關(guān)，而溫度的階躍變化量對(duì)熱電阻的熱響應(yīng)時(shí)間影響并不大。在相同使用條件下，同一熱電阻的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)一致，根據(jù)介質(zhì)的不同，其模型中的參數(shù)會(huì)發(fā)生變化。因此，對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)有需求的客戶在選型時(shí)，需說明測(cè)量介質(zhì)及流速等影響因素，通常廠家會(huì)給出熱電阻在某種介質(zhì)及流速狀態(tài)下的響應(yīng)數(shù)據(jù)，以供參考。

此外，有研究表明：響應(yīng)速度的快慢還與插入深度有關(guān)。因此，熱電阻的安裝也需注意，如果熱電阻安裝不合理，可能使其溫度響應(yīng)時(shí)間達(dá)到幾分鐘，從而導(dǎo)致測(cè)溫錯(cuò)誤。在用于精密氣流測(cè)量時(shí)，廠家還會(huì)在熱電阻保護(hù)套管前端開有氣流孔，通過加工手段讓溫度感應(yīng)端實(shí)現(xiàn)更快、更準(zhǔn)的測(cè)量目的。選型時(shí)，需根據(jù)測(cè)溫系統(tǒng)的響應(yīng)要求進(jìn)行選取。

選取熱電阻探針的長(zhǎng)度、直徑、形狀、曲直等因素，首先與熱電阻的安裝空間有關(guān)。一般認(rèn)為，熱電阻安裝后插進(jìn)被測(cè)氣體或液體的深度需大于熱電阻保護(hù)管外徑的8～10倍，除保證與被測(cè)溫場(chǎng)的充分接觸外，還可以盡量讓熱電阻在長(zhǎng)度方向熱脹變形。插入深度不足是目前實(shí)際工作現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的，是造成測(cè)溫不準(zhǔn)的最常見原因之一。

探頭直徑的選取除與空間有關(guān)外，還與探頭受力情況及對(duì)溫度變化的響應(yīng)要求有關(guān)。在帶有一定流速的流體中，探針會(huì)受到一定的側(cè)向力，探頭直徑需保證其在長(zhǎng)期受力情況下不發(fā)生折損。但是越細(xì)的探頭靈敏度越高，在對(duì)響應(yīng)速度有要求的測(cè)溫環(huán)境中，探針直徑越小越好。因此，選型中需綜合考慮這兩方面因素。此外，探針的形狀設(shè)計(jì)有時(shí)也與這兩個(gè)因素相關(guān)，如外殼設(shè)計(jì)為階梯形或錐形，這種在探針尖端將直徑減小的操作就是為了在滿足整體強(qiáng)度要求的情況下，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。

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