Correção de Temperatura Usando Sensor de Temperatura Radiante para Medição da Resistência de Arame Esmaltado Plano

Os valores de resistência variam com a temperatura do dispositivo sob teste (DUT). Os medidores de resistência têm um terminal para conectar um sensor de temperatura, bem como a funcionalidade para converter os valores de resistência medidos na temperatura atual em valores de resistência na temperatura padrão (funcionalidade de correção de temperatura). Esta funcionalidade permite medir a resistência sem os efeitos das variações de temperatura. Ao medir um DUT que se aclimatou à temperatura ambiente em um local como uma fábrica, supõe-se que a temperatura do DUT seja a mesma que a temperatura interna para fins de correção de temperatura. Quando há uma diferença entre a temperatura do DUT e a temperatura interna, ou quando a temperatura dos DUTs individuais varia, a temperatura é corrigida usando a medição sem contato com um sensor de temperatura radiante como parte dos processos de teste automáticos. No entanto, os sensores de temperatura radiante não produzem leituras de temperatura precisas ao medir DUTs feitos de materiais brilhantes e de baixa emissividade. Além disso, a temperatura dos DUTs individuais varia nas linhas de fabricação do estator, que testam a resistência do enrolamento antes de qualquer tempo decorrido desde que o processo a montante foi concluído. A correção de temperatura usando a temperatura real dos DUTs tem sido um desafio na medição de resistência.

A emissividade de um objeto depende da natureza de sua superfície e forma. Consequentemente, em alguns casos é desejável determinar a emissividade tomando um valor de emissividade baseado em constantes físicas e comparando o resultado com o valor de temperatura de um sensor de temperatura do tipo contato. A série FT de sensores de temperatura radiante da Keyence fornece funcionalidade para determinar a emissividade inserindo o valor de temperatura de um sensor de temperatura do tipo contato em seu amplificador para uso como valor de calibração.

[Precauções]

• Use um termopar com fio fino que reage rapidamente como sensor de temperatura tipo contato.
• Assegure contato suficiente entre o termopar e o objeto que está sendo medido.
• Calibre o instrumento pelo menos 20°C acima da temperatura ambiente. (A emissividade pode ser determinada com mais precisão em altas temperaturas.)
• Use um registrador que possa acomodar a medição de temperatura usando termopares sem ser afetado pelo ruído da fonte de calor. (Alguns registradores exibem variabilidade do valor da temperatura devido aos efeitos do ruído.)
• Se estiver usando uma câmara, tome medidas para bloquear o fluxo de ar e implementar uma barreira térmica para isolar o DUT da fonte de calor.
• Posicione o termopar e o sensor de temperatura radiante próximos um do outro, mas não tão próximos que possam entrar em contato.
• Use o valor quando a medição de temperatura do termopar se estabilizar.
(Como a temperatura em diferentes locais será medida, é necessário que o objeto sob medição esteja em temperatura uniforme.)

[Método de medição]

• Use fio plano esmaltado como DUT.
• Fixe um termopar tipo T no DUT e coloque a cabeça do sensor (FT-H20) próxima a ele.
• Converta a saída de 4 a 20 mA do sensor para 1 a 5 V com um resistor de 250 Ω.
• Insira 1 a 5 V no MEDIDOR DE RESISTÊNCIA RM3545A.
• Conecte o termopar tipo T ao LR8450 MEMORY Registrador.
• Cerque o DUT com alumínio ou baquelite para bloquear o fluxo de ar e criar uma barreira térmica entre ele e a fonte de calor.
• Ajuste a câmara para 45°C e 50% UR e ative-a.
Assim que a temperatura se estabilizar, insira o valor da temperatura do termopar no amplificador do sensor e determine a emissividade.
• Conecte o RM3545A e o LR8450 a um PC.
• Utilizando um programa criado com Sequence Maker*, leia ambos os valores de temperatura ao mesmo tempo enquanto varia a temperatura da câmara.

* “Sequence Maker” é um complemento do Excel que fornece controle integrado de instrumentos de medição. Ele suporta USB, RS-232C, LAN e GP-IB como interfaces de comunicação. Ele também suporta VISA, um driver de comunicação independente de modelo para instrumentos. Como ele pode procurar e conectar-se automaticamente a instrumentos conectados a um PC, você pode implementar o controle desejado anotando os comandos de controle que deseja executar em ordem no arquivo Excel.

A figura à direita fornece um gráfico de Δt (o valor obtido subtraindo a temperatura do termopar da temperatura do sensor de temperatura radiante) com base no termopar tipo T.

• Em e acima de 35°C, Δt está dentro de ±0,5°C.
• O erro aumentado em e abaixo de 30°C é provavelmente devido à quantidade reduzida de radiação do DUT.
• O DUT foi fechado em baquelite e alumínio para bloquear o fluxo de ar na câmara e formar uma barreira térmica entre o DUT e a fonte de calor.
• O alumínio, que se caracteriza pela menor radiação, foi mais eficaz como barreira térmica.

• Uma bobina com valor de referência de 85,2 mΩ a 23°C foi medida usando o MEDIDOR DE RESISTÊNCIA RM3545A após realizar a correção de temperatura com um sensor de temperatura radiante.
• A uma temperatura da bobina de aproximadamente 44,5°C, este processo produziu um valor de resistência de 85,2515 mΩ após a conversão para 23°C (figura à esquerda).
• Sem correção de temperatura, a leitura foi de 92,4527 mΩ (figura à direita).
• Estes resultados demonstram a extensão do efeito da temperatura nos valores de resistência, bem como a importância da correção da temperatura na medição de resistência.