Corrección de temperatura utilizando un sensor de temperatura radiante para la medición de la resistencia del alambre plano esmaltado

Los valores de resistencia varían con la temperatura del dispositivo bajo prueba (DUT). Los medidores de resistencia tienen un terminal para conectar un sensor de temperatura, así como una funcionalidad para convertir valores de resistencia medidos a la temperatura actual en valores de resistencia a temperatura estándar (funcionalidad de corrección de temperatura). Esta funcionalidad permite medir la resistencia sin los efectos de las variaciones de temperatura. Al medir un dispositivo bajo prueba que se ha aclimatado a la temperatura ambiente en un sitio como una fábrica, se supone que la temperatura del dispositivo bajo prueba es la misma que la temperatura interior con el fin de corregir la temperatura. Cuando hay una diferencia entre la temperatura del dispositivo bajo prueba y la temperatura interior, o cuando la temperatura de los dispositivos bajo prueba individuales varía, la temperatura se corrige mediante la medición sin contacto con un sensor de temperatura radiante como parte de los procesos de prueba automáticos. Sin embargo, los sensores de temperatura radiante no brindan lecturas de temperatura precisas cuando se miden dispositivos bajo prueba hechos de materiales lustrosos de baja emisividad. Además, la temperatura de los dispositivos bajo prueba individuales varía en las líneas de fabricación del estator, que prueban la resistencia de los devanados antes de que transcurra el tiempo desde que se completó el proceso aguas arriba. La corrección de temperatura utilizando la temperatura real de los dispositivos bajo prueba ha sido durante mucho tiempo un desafío en la medición de resistencia.

La emisividad de un objeto depende de la naturaleza de su superficie y forma. En consecuencia, en algunos casos es deseable determinar la emisividad tomando un valor de emisividad basado en constantes físicas y comparando el resultado con el valor de temperatura de un sensor de temperatura de tipo contacto. La serie FT de sensores de temperatura radiante de Keyence brinda funcionalidad para determinar la emisividad ingresando el valor de temperatura de un sensor de temperatura de tipo contacto a su amplificador para usarlo como valor de calibración.

[Precauciones]

• Utilice un termopar con un cable delgado que reaccione rápidamente como sensor de temperatura de tipo contacto.
• Asegúrese de que haya suficiente contacto entre el termopar y el objeto que se está midiendo.
• Calibre el instrumento al menos 20°C por encima de la temperatura ambiente. (La emisividad se puede determinar con mayor precisión a altas temperaturas).
• Use un registrador que pueda acomodar la medición de temperatura usando termopares sin verse afectado por el ruido de la fuente de calor. (Algunos registradores exhiben una variabilidad en el valor de la temperatura debido a los efectos del ruido).
• Si usa una cámara, tome medidas para bloquear el flujo de aire e implemente una barrera térmica para aislar el dispositivo bajo prueba de la fuente de calor.
• Coloque el termopar y el sensor de temperatura radiante cerca uno del otro, pero no tanto como para que puedan entrar en contacto.
• Use el valor una vez que se estabilice la medición de temperatura del termopar.
(Dado que se medirá la temperatura en diferentes lugares, es necesario que el objeto bajo medición tenga una temperatura uniforme).

[Método de medida]

• Utilice alambre esmaltado plano como DUT.
• Fije un termopar tipo T al DUT y coloque el cabezal del sensor (FT-H20) cerca de él.
• Convierta la salida de 4 a 20 mA del sensor a 1 a 5 V con una resistencia de 250 Ω.
• Introduzca 1 a 5 V al MEDIDOR DE RESISTENCIA RM3545A.
• Conecte el termopar tipo T al MEMORY Registrador LR8450.
• Rodee el DUT con aluminio o baquelita para bloquear el flujo de aire y crear una barrera térmica entre él y la fuente de calor.
• Ajuste la cámara a 45°C y 50% RH y actívela.
Una vez que la temperatura se estabilice, ingrese el valor de temperatura del termopar al amplificador del sensor y determine la emisividad.
• Conecte el RM3545A y el LR8450 a una PC.
• Usando un programa creado con Sequence Maker*, lea ambos valores de temperatura al mismo tiempo mientras varía la temperatura de la cámara.

* "Sequence Maker" es un complemento de Excel que proporciona un control integrado de los instrumentos de medición. Admite USB, RS-232C, LAN y GP-IB como interfaces de comunicación. También es compatible con VISA, un controlador de comunicaciones independiente del modelo para instrumentos. Dado que puede buscar y conectarse automáticamente a instrumentos que están conectados a una PC, puede implementar el control deseado anotando los comandos de control que desea ejecutar en orden en el archivo de Excel.

La figura de la derecha proporciona un gráfico de Δt (el valor obtenido al restar la temperatura del termopar de la temperatura del sensor de temperatura radiante) basado en el termopar tipo T.

• A 35 °C o más, Δt está dentro de ±0,5 °C.
• Es probable que el aumento del error a 30 °C o menos se deba a la cantidad reducida de radiación del dispositivo bajo prueba.
• El DUT se encerró en baquelita y aluminio para bloquear el flujo de aire en la cámara y formar una barrera térmica entre el DUT y la fuente de calor.
• El aluminio, que se caracteriza por una menor radiación, fue más eficaz como barrera térmica.

• Se midió una bobina con un valor de referencia de 85,2 mΩ a 23°C utilizando el MEDIDOR DE RESISTENCIA RM3545A después de realizar la corrección de temperatura con un sensor de temperatura radiante.
• A una temperatura de la bobina de aproximadamente 44,5 °C, este proceso produjo un valor de resistencia de 85,2515 mΩ después de la conversión a 23 °C (figura de la izquierda).
• Sin corrección de temperatura, la lectura fue 92,4527 mΩ (figura de la derecha).
• Estos resultados demuestran el alcance del efecto de la temperatura en los valores de resistencia, así como la importancia de la corrección de temperatura en la medición de resistencia.