การแก้ไขอุณหภูมิโดยใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบ Radiant สำหรับวัดความต้านทานของลวดเคลือบแบน

ค่าความต้านทานแปรผันตามอุณหภูมิของอุปกรณ์ที่ทดสอบ (DUT) เครื่องวัดความต้านทานมีขั้วสำหรับเชื่อมต่อเซ็นเซอร์อุณหภูมิ ตลอดจนฟังก์ชันสำหรับแปลงค่าความต้านทานที่วัดได้ที่อุณหภูมิปัจจุบันเป็นค่าความต้านทานที่อุณหภูมิมาตรฐาน (ฟังก์ชันการแก้ไขอุณหภูมิ) ฟังก์ชันนี้ทำให้สามารถวัดความต้านทานได้โดยไม่มีผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เมื่อวัด DUT ที่ปรับให้เข้ากับอุณหภูมิแวดล้อมที่ไซต์งาน เช่น โรงงาน จะถือว่าอุณหภูมิของ DUT เท่ากับอุณหภูมิภายในอาคารเพื่อวัตถุประสงค์ในการแก้ไขอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิของ DUT กับอุณหภูมิภายในอาคารแตกต่างกัน หรือเมื่ออุณหภูมิของ DUT แต่ละรายการแตกต่างกันไป อุณหภูมิจะได้รับการแก้ไขโดยใช้การวัดแบบไม่สัมผัสด้วยเซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบกระจายซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการทดสอบอัตโนมัติ อย่างไรก็ตาม เซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบกระจายจะไม่ให้ค่าการอ่านอุณหภูมิที่แม่นยำเมื่อทำการวัด DUT ที่ทำจากวัสดุที่มีความมันวาวและมีการปล่อยรังสีต่ำ นอกจากนี้ อุณหภูมิของ DUT แต่ละรายการจะแตกต่างกันไปตามสายการผลิตของสเตเตอร์ ซึ่งทำการทดสอบความต้านทานของขดลวดก่อนที่จะหมดเวลาใดๆ นับตั้งแต่กระบวนการต้นน้ำเสร็จสิ้น การแก้ไขอุณหภูมิโดยใช้อุณหภูมิจริงของ DUT เป็นความท้าทายในการวัดค่าความต้านทานมาเป็นเวลานาน

การแผ่รังสีของวัตถุขึ้นอยู่กับธรรมชาติของพื้นผิวและรูปร่างของมัน ดังนั้น ในบางกรณี ขอแนะนำให้กำหนดค่าการแผ่รังสีโดยใช้ค่าการแผ่รังสีตามค่าคงที่ทางกายภาพและเปรียบเทียบผลลัพธ์กับค่าอุณหภูมิจากเซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบสัมผัส เซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบกระจาย FT ซีรีส์ของ Keyence ให้ฟังก์ชันการทำงานสำหรับกำหนดค่าการแผ่รังสีโดยป้อนค่าอุณหภูมิจากเซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบสัมผัสไปยังแอมพลิฟายเออร์เพื่อใช้เป็นค่าสอบเทียบ

[ข้อควรระวัง]

• ใช้เทอร์โมคัปเปิลกับลวดเส้นเล็กที่ทำปฏิกิริยาเร็วเหมือนกับเซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบสัมผัส
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสที่เพียงพอระหว่างเทอร์โมคัปเปิลกับวัตถุที่กำลังวัด
• ปรับเทียบเครื่องมืออย่างน้อย 20°C สูงกว่าอุณหภูมิห้อง (สามารถหาค่าการแผ่รังสีได้แม่นยำกว่าที่อุณหภูมิสูง)
• ใช้ตัวบันทึกที่สามารถรองรับการวัดอุณหภูมิโดยใช้เทอร์โมคัปเปิลโดยไม่ได้รับผลกระทบจากเสียงรบกวนจากแหล่งความร้อน (ตัวบันทึกบางตัวแสดงความแปรปรวนของค่าอุณหภูมิเนื่องจากผลกระทบของสัญญาณรบกวน)
• หากใช้ห้องเพาะเลี้ยง ให้ทำตามขั้นตอนเพื่อป้องกันกระแสลมและใช้แผงระบายความร้อนเพื่อแยก DUT ออกจากแหล่งความร้อน
• จัดตำแหน่งเทอร์โมคัปเปิลและเซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบกระจายให้อยู่ใกล้กัน แต่อย่าใกล้กันจนอาจสัมผัสได้
• ใช้ค่าเมื่อการวัดอุณหภูมิของเทอร์โมคัปเปิลคงที่
(เนื่องจากจะวัดอุณหภูมิที่ตำแหน่งต่างๆ กัน วัตถุที่อยู่ภายใต้การวัดจะต้องมีอุณหภูมิสม่ำเสมอ)

[วิธีการวัด]

• ใช้ลวดเคลือบแบบแบนเป็น DUT
• ติดเทอร์โมคัปเปิลชนิด T เข้ากับ DUT และวางหัวเซนเซอร์ (FT-H20) ไว้ใกล้กัน
• แปลงเอาต์พุต 4 ถึง 20 mA จากเซ็นเซอร์เป็น 1 ถึง 5 V ด้วยตัวต้านทาน 250 Ω
• อินพุต 1 ถึง 5 V เข้ากับ RESISTANCE METER RM3545A
• เชื่อมต่อเทอร์โมคัปเปิลชนิด T เข้ากับ LR8450 MEMORY HiLOGGER
• ล้อมรอบ DUT ด้วยอะลูมิเนียมหรือเบกาไลท์เพื่อปิดกั้นการไหลเวียนของอากาศ และสร้างแผงกั้นความร้อนระหว่าง DUT กับแหล่งความร้อน
• ตั้งห้องเพาะเลี้ยงไว้ที่ 45°C และ 50% RH แล้วเปิดใช้งาน
เมื่ออุณหภูมิคงที่แล้ว ให้ป้อนค่าอุณหภูมิของเทอร์โมคัปเปิลไปยังแอมพลิฟายเออร์ของเซ็นเซอร์และหาค่าการแผ่รังสี
• เชื่อมต่อ RM3545A และ LR8450 เข้ากับพีซี
• การใช้โปรแกรมที่สร้างด้วย Sequence Maker* อ่านค่าอุณหภูมิทั้งสองพร้อมกันในขณะที่อุณหภูมิห้องเพาะเลี้ยงเปลี่ยนแปลงไป

* “Sequence Maker” เป็นโปรแกรมเสริมของ Excel ที่ให้การควบคุมเครื่องมือวัดแบบบูรณาการ รองรับ USB, RS-232C, LAN และ GP-IB เป็นอินเทอร์เฟซการสื่อสาร นอกจากนี้ยังรองรับ VISA ซึ่งเป็นโปรแกรมควบคุมการสื่อสารแบบไม่เชื่อเรื่องพระเจ้าสำหรับเครื่องมือ เนื่องจากสามารถค้นหาและเชื่อมต่อกับเครื่องมือที่เชื่อมต่อกับพีซีได้โดยอัตโนมัติ คุณจึงสามารถใช้การควบคุมที่ต้องการได้โดยสังเกตคำสั่งควบคุมที่คุณต้องการดำเนินการตามลำดับในไฟล์ Excel

รูปขวาแสดงกราฟของ Δt (ค่าที่ได้จากการลบอุณหภูมิเทอร์โมคัปเปิลออกจากอุณหภูมิเซ็นเซอร์อุณหภูมิการแผ่รังสี) ตามเทอร์โมคัปเปิลชนิด T

• ที่อุณหภูมิ 35°C และสูงกว่า Δt อยู่ในช่วง ±0.5°C
• ข้อผิดพลาดที่เพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิและต่ำกว่า 30°C อาจเนื่องมาจากปริมาณรังสีที่ลดลงจาก DUT
• DUT ถูกปิดล้อมด้วย Bakelite และอะลูมิเนียม เพื่อป้องกันการไหลของอากาศในห้อง และสร้างเกราะป้องกันความร้อนระหว่าง DUT และแหล่งความร้อน
• อลูมิเนียมซึ่งมีการแผ่รังสีต่ำนั้นมีประสิทธิภาพมากกว่าในการเป็นเกราะป้องกันความร้อน

• วัดคอยล์ที่มีค่าอ้างอิง 85.2 mΩ ที่ 23°C โดยใช้เครื่องวัดความต้านทาน RM3545A หลังจากดำเนินการแก้ไขอุณหภูมิด้วยเซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบแผ่รังสี
• ที่อุณหภูมิคอยล์ประมาณ 44.5°C กระบวนการนี้ให้ค่าความต้านทาน 85.2515 mΩ หลังจากแปลงเป็น 23°C (รูปซ้าย)
• หากไม่มีการแก้ไขอุณหภูมิ ค่าที่อ่านได้คือ 92.4527 mΩ (รูปขวา)
• ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นถึงขอบเขตของผลกระทบของอุณหภูมิต่อค่าความต้านทาน ตลอดจนความสำคัญของการแก้ไขอุณหภูมิในการวัดค่าความต้านทาน