Hiệu chỉnh nhiệt độ bằng cách sử dụng cảm biến nhiệt độ bức xạ để đo điện trở của dây tráng men phẳng

Giá trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ của thiết bị được thử nghiệm (DUT). Đồng hồ đo điện trở có một đầu cuối để kết nối cảm biến nhiệt độ, cũng như chức năng chuyển đổi các giá trị điện trở đo được ở nhiệt độ dòng điện thành giá trị điện trở ở nhiệt độ tiêu chuẩn (chức năng hiệu chỉnh nhiệt độ). Chức năng này giúp có thể đo điện trở mà không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ. Khi đo DUT đã thích nghi với nhiệt độ môi trường xung quanh tại một địa điểm như nhà máy, nhiệt độ của DUT được coi là giống với nhiệt độ trong nhà nhằm mục đích điều chỉnh nhiệt độ. Khi có sự khác biệt giữa nhiệt độ của DUT và nhiệt độ trong nhà hoặc khi nhiệt độ của từng DUT thay đổi, nhiệt độ sẽ được điều chỉnh bằng phép đo không tiếp xúc với cảm biến nhiệt độ bức xạ như một phần của quy trình kiểm tra tự động. Tuy nhiên, cảm biến nhiệt độ bức xạ không mang lại kết quả đo nhiệt độ chính xác khi đo DUT làm bằng vật liệu bóng, có độ phát xạ thấp. Ngoài ra, nhiệt độ của từng DUT khác nhau tùy theo dây chuyền sản xuất stato, dây chuyền này sẽ kiểm tra điện trở cuộn dây trước khi hết thời gian kể từ khi quá trình ngược dòng hoàn thành. Hiệu chỉnh nhiệt độ bằng cách sử dụng nhiệt độ thực tế của DUT từ lâu đã là một thách thức trong đo điện trở.

Độ phát xạ của một vật thể phụ thuộc vào bản chất của bề mặt và hình dạng của nó. Do đó, trong một số trường hợp, cần xác định độ phát xạ bằng cách lấy giá trị độ phát xạ dựa trên các hằng số vật lý và so sánh kết quả với giá trị nhiệt độ từ cảm biến nhiệt độ kiểu tiếp xúc. Dòng cảm biến nhiệt độ bức xạ FT của Keyence cung cấp chức năng xác định độ phát xạ bằng cách nhập giá trị nhiệt độ từ cảm biến nhiệt độ loại tiếp xúc vào bộ khuếch đại của nó để sử dụng làm giá trị hiệu chuẩn.

[Các biện pháp phòng ngừa]

• Sử dụng cặp nhiệt điện có dây mỏng phản ứng nhanh như cảm biến nhiệt độ loại tiếp xúc.
• Đảm bảo đủ tiếp xúc giữa cặp nhiệt điện và đối tượng được đo.
• Hiệu chuẩn thiết bị ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ phòng ít nhất 20°C. (Độ phát xạ có thể được xác định chính xác hơn ở nhiệt độ cao.)
• Sử dụng bộ ghi có thể hỗ trợ phép đo nhiệt độ bằng cách sử dụng cặp nhiệt điện mà không bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn từ nguồn nhiệt. (Một số bộ ghi thể hiện sự thay đổi giá trị nhiệt độ do ảnh hưởng của tiếng ồn.)
• Nếu sử dụng buồng, hãy thực hiện các bước để chặn luồng không khí và thực hiện rào cản nhiệt để cách ly DUT khỏi nguồn nhiệt.
• Đặt cặp nhiệt điện và cảm biến nhiệt độ bức xạ gần nhau, nhưng không gần đến mức chúng có thể tiếp xúc với nhau.
• Sử dụng giá trị sau khi phép đo nhiệt độ của cặp nhiệt điện ổn định.
(Vì nhiệt độ tại các vị trí khác nhau sẽ được đo, nên đối tượng được đo cần có nhiệt độ đồng nhất.)

[Phương pháp đo lường]

• Sử dụng dây tráng men phẳng làm DUT.
• Gắn cặp nhiệt điện loại T vào DUT và đặt đầu cảm biến (FT-H20) gần nó.
• Chuyển đổi đầu ra 4 đến 20 mA từ cảm biến thành 1 đến 5 V bằng điện trở 250 Ω.
• Nhập điện áp 1 đến 5 V vào THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN TRỞ RM3545A.
• Kết nối cặp nhiệt điện loại T với HiLOGGER MEMORY LR8450.
• Bao quanh DUT bằng nhôm hoặc Bakelite để chặn luồng không khí và tạo ra rào cản nhiệt giữa nó và nguồn nhiệt.
• Đặt buồng ở nhiệt độ 45°C và 50% RH và kích hoạt nó.
Sau khi nhiệt độ ổn định, nhập giá trị nhiệt độ của cặp nhiệt điện vào bộ khuếch đại của cảm biến và xác định độ phát xạ.
• Kết nối RM3545A và LR8450 với PC.
• Sử dụng chương trình được tạo bằng Sequence Maker*, đọc cả hai giá trị nhiệt độ cùng lúc trong khi thay đổi nhiệt độ buồng.

* “Trình tạo trình tự” là một phần bổ trợ của Excel cung cấp khả năng điều khiển tích hợp các công cụ đo lường. Nó hỗ trợ USB, RS-232C, LAN và GP-IB làm giao diện truyền thông. Nó cũng hỗ trợ VISA, một trình điều khiển giao tiếp bất khả tri mô hình cho các công cụ. Vì nó có thể tự động tìm kiếm và kết nối với các công cụ được kết nối với PC, bạn có thể triển khai điều khiển mong muốn bằng cách ghi chú các lệnh điều khiển mà bạn muốn thực hiện theo thứ tự trong tệp Excel.

Hình bên phải cung cấp đồ thị của Δt (giá trị thu được bằng cách lấy nhiệt độ của cảm biến nhiệt độ bức xạ trừ đi nhiệt độ của cặp nhiệt điện) dựa trên cặp nhiệt điện loại T.

• Ở 35 ° C và trên 35 ° C, Δt nằm trong khoảng ± 0,5 ° C.
• Sai số tăng lên ở và dưới 30 ° C có thể do lượng bức xạ từ DUT giảm.
• DUT được bao bọc trong Bakelite và nhôm để chặn luồng không khí trong buồng và tạo thành một rào cản nhiệt giữa DUT và nguồn nhiệt.
• Nhôm, được đặc trưng bởi bức xạ thấp hơn, có hiệu quả hơn như một rào cản nhiệt.

• Một cuộn dây có giá trị tham chiếu là 85,2 mΩ ở 23°C được đo bằng THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN TRỞ RM3545A sau khi thực hiện hiệu chỉnh nhiệt độ bằng cảm biến nhiệt độ bức xạ.
• Ở nhiệt độ cuộn dây xấp xỉ 44,5°C, quá trình này mang lại giá trị điện trở là 85,2515 mΩ sau khi chuyển đổi thành 23°C (hình bên trái).
• Nếu không điều chỉnh nhiệt độ, số đo là 92,4527 mΩ (hình bên phải).
• Những kết quả này chứng minh mức độ ảnh hưởng của nhiệt độ đến giá trị điện trở cũng như tầm quan trọng của việc hiệu chỉnh nhiệt độ trong phép đo điện trở.