大致有以下三點(diǎn)。
溫度傳感器的基本原理是從被測(cè)物獲得熱量,使感溫部與被測(cè)物達(dá)到相同溫度,然后顯示感溫部的溫度,因此如果被測(cè)物的熱容量太小,那么測(cè)量行為本身可能導(dǎo)致誤差。
例如,假設(shè)有相同溫度的被測(cè)物(大)、被測(cè)物(中)、被測(cè)物(小)。
分別接觸相同大小(熱容量)的傳感器進(jìn)行測(cè)溫,情況會(huì)有所不同。
請(qǐng)看上圖。左、中、右分別是大被測(cè)物、中被測(cè)物、小被測(cè)物的測(cè)量情況。
在測(cè)量小被測(cè)物時(shí),與大、中被測(cè)物相比,接觸傳感器更容易使被測(cè)物冷卻。最后傳感器測(cè)得的溫度是被測(cè)物變冷后的溫度,這樣的測(cè)法就失去了意義。
“那么,任何被測(cè)物都選用小(熱容量)傳感器就好了吧！”話雖這么說(shuō),小傳感器因?yàn)椴唤Y(jié)實(shí)或在稍傾斜接觸的情況下貼合性會(huì)變差,溫度顯示值會(huì)低一些,需加以注意。
不過(guò),在測(cè)量普通尺寸的金屬,例如半導(dǎo)體器件等小東西時(shí)不大會(huì)發(fā)生這樣的問(wèn)題。而在測(cè)量樹(shù)脂件時(shí)需對(duì)這些問(wèn)題予以注意。
物質(zhì)有導(dǎo)熱率。簡(jiǎn)而言之,就是在物質(zhì)內(nèi)部容易導(dǎo)熱的程度。
常溫附近的導(dǎo)熱率(W/m*K) (參考値)
| 物質(zhì) | 導(dǎo)熱率 | 物質(zhì) | 導(dǎo)熱率 | |
| 銅 | 390 | 玻璃 | 1 | |
| 鋁 | 210 | 特氟龍 | 0.25 | |
| SUS304 | 16 | 空氣(未對(duì)流) | 0.02 |
上述列了幾種典型物質(zhì)的導(dǎo)熱率。
趨勢(shì)上來(lái)說(shuō)是金屬類(lèi)的導(dǎo)熱率高,樹(shù)脂類(lèi)的導(dǎo)熱率低。導(dǎo)電率高的物質(zhì),則導(dǎo)熱率也高。
有時(shí)候,導(dǎo)熱率會(huì)對(duì)測(cè)溫的影響非常之大。
下圖是以被測(cè)物為鋁(導(dǎo)熱率210)和特氟龍(導(dǎo)熱率0.25)為例,在用表面溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)溫時(shí)得到的溫度分布示意圖。
上層是鋁,下層是特氟龍。
鋁接觸傳感器時(shí),物體內(nèi)部瞬間會(huì)發(fā)生溫度不均,但因?yàn)閷?dǎo)熱率好,所以整體溫度馬上會(huì)均衡穩(wěn)定。
而特氟龍的導(dǎo)熱率差,整體溫度的均衡速度非常慢。最后在溫度分布不均的狀態(tài)下達(dá)到飽和。因?yàn)閭鞲衅鞯纳崴俣却笥谔胤埖囊茻崴俣?所以會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象。
(*鋁也同樣會(huì)發(fā)生散熱,但因?yàn)閷?dǎo)熱率高,所以穩(wěn)定。)
因此,對(duì)特氟龍等導(dǎo)熱率差的被測(cè)物,即使體積大,在測(cè)量時(shí)仍需加以注意。
對(duì)策是使用熱容量小,不易對(duì)被測(cè)物造成影響的傳感器(小型或帶有樹(shù)脂護(hù)罩的傳感器)?；蛘呃眠@一現(xiàn)象具有一定再現(xiàn)性的特點(diǎn),事先對(duì)傳感器測(cè)溫偏低程度進(jìn)行調(diào)查,然后考慮采取校準(zhǔn)后使用等對(duì)策。
溫度計(jì)具有“通過(guò)熱觸點(diǎn)部(感溫部)與被測(cè)物的接觸,從被測(cè)物獲得熱量,使熱觸點(diǎn)部(感溫部)的溫度與被測(cè)物的溫度相同,然后測(cè)量熱觸點(diǎn)(感溫部)的溫度。”這一特性,因此感溫部與被測(cè)物的貼合度很重要。
影響貼合度的主要因素有“傳感器傾斜測(cè)量”,“被測(cè)物表面的垃圾和附著物”,“傳感器感溫部的變形損壞”等。這些因素不僅影響測(cè)量精度,對(duì)傳感器的耐久性也有不利影響。
*有沒(méi)有用大傳感器來(lái)測(cè)熱容量小的被測(cè)物?
*被測(cè)物表面有垃圾等附著嗎?
*傳感器的感溫部有變形嗎?