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测量表面温度时有什么注意点?

发布日期:2017-12-14

(1)关于传感器与被测物的热容量

温度传感器的基本原理是从被测物获得热量,使感温部与被测物达到相同温度,然后显示感温部的温度,因此如果被测物的热容量太小,那么测量行为本身可能导致误差。
例如,假设有相同温度的被测物(大)、被测物(中)、被测物(小)。
分别接触相同大小(热容量)的传感器进行测温,情况会有所不同。

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请看上图。左、中、右分别是大被测物、中被测物、小被测物的测量情况。
在测量小被测物时,与大、中被测物相比,接触传感器更容易使被测物冷却。最后传感器测得的温度是被测物变冷后的温度,这样的测法就失去了意义。
“那么,任何被测物都选用小(热容量)传感器就好了吧!”话虽这么说,小传感器因为不结实或在稍倾斜接触的情况下贴合性会变差,温度显示值会低一些,需加以注意。
不过,在测量普通尺寸的金属,例如半导体器件等小东西时不大会发生这样的问题。而在测量树脂件时需对这些问题予以注意。

(2)关于导热率(热容量)与体积

物质有导热率。简而言之,就是在物质内部容易导热的程度。

常温附近的导热率(W/m*K) (参考値)

物质导热率
物质导热率
390
玻璃1
210
特氟龙0.25
SUS30416
空气(未对流)0.02

上述列了几种典型物质的导热率。

趋势上来说是金属类的导热率高,树脂类的导热率低。导电率高的物质,则导热率也高。
有时候,导热率会对测温的影响非常之大。


下图是以被测物为铝(导热率210)和特氟龙(导热率0.25)为例,在用表面温度计进行测温时得到的温度分布示意图。
上层是铝,下层是特氟龙。

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铝接触传感器时,物体内部瞬间会发生温度不均,但因为导热率好,所以整体温度马上会均衡稳定。
而特氟龙的导热率差,整体温度的均衡速度非常慢。最后在温度分布不均的状态下达到饱和。因为传感器的散热速度大于特氟龙的移热速度,所以会发生这种现象。
(*铝也同样会发生散热,但因为导热率高,所以稳定。)

因此,对特氟龙等导热率差的被测物,即使体积大,在测量时仍需加以注意。
对策是使用热容量小,不易对被测物造成影响的传感器(小型或带有树脂护罩的传感器)。或者利用这一现象具有一定再现性的特点,事先对传感器测温偏低程度进行调查,然后考虑采取校准后使用等对策。

(3)关于贴合度

温度计具有“通过热触点部(感温部)与被测物的接触,从被测物获得热量,使热触点部(感温部)的温度与被测物的温度相同,然后测量热触点(感温部)的温度。”这一特性,因此感温部与被测物的贴合度很重要。
影响贴合度的主要因素有“传感器倾斜测量”,“被测物表面的垃圾和附着物”,“传感器感温部的变形损坏”等。这些因素不仅影响测量精度,对传感器的耐久性也有不利影响。

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用表面温度传感器进行检测时的注意点

*有没有用大传感器来测热容量小的被测物?
*被测物表面有垃圾等附着吗?
*传感器的感温部有变形吗?


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