Q10 測量表面溫度時有什么注意點?

大致有以下三點。

(1)關(guān)于傳感器與被測物的熱容量

溫度傳感器的基本原理是從被測物獲得熱量,使感溫部與被測物達到相同溫度,然后顯示感溫部的溫度,因此如果被測物的熱容量太小,那么測量行為本身可能導致誤差。
例如,假設(shè)有相同溫度的被測物(大)、被測物(中)、被測物(小)。
分別接觸相同大小(熱容量)的傳感器進行測溫,情況會有所不同。

請看上圖。左、中、右分別是大被測物、中被測物、小被測物的測量情況。
在測量小被測物時,與大、中被測物相比,接觸傳感器更容易使被測物冷卻。最后傳感器測得的溫度是被測物變冷后的溫度,這樣的測法就失去了意義。
“那么,任何被測物都選用小(熱容量)傳感器就好了吧！”話雖這么說,小傳感器因為不結(jié)實或在稍傾斜接觸的情況下貼合性會變差,溫度顯示值會低一些,需加以注意。
不過,在測量普通尺寸的金屬,例如半導體器件等小東西時不大會發(fā)生這樣的問題。而在測量樹脂件時需對這些問題予以注意。

(2)關(guān)于導熱率(熱容量)與體積

物質(zhì)有導熱率。簡而言之,就是在物質(zhì)內(nèi)部容易導熱的程度。

常溫附近的導熱率(W/m*K) (參考値)

上述列了幾種典型物質(zhì)的導熱率。
趨勢上來說是金屬類的導熱率高,樹脂類的導熱率低。導電率高的物質(zhì),則導熱率也高。
有時候,導熱率會對測溫的影響非常之大。


下圖是以被測物為鋁(導熱率210)和特氟龍(導熱率0.25)為例,在用表面溫度計進行測溫時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,物體內(nèi)部瞬間會發(fā)生溫度不均,但因為導熱率好,所以整體溫度馬上會均衡穩(wěn)定。
而特氟龍的導熱率差,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)下達到飽和。因為傳感器的散熱速度大于特氟龍的移熱速度,所以會發(fā)生這種現(xiàn)象。
(*鋁也同樣會發(fā)生散熱,但因為導熱率高,所以穩(wěn)定。)

因此,對特氟龍等導熱率差的被測物,即使體積大,在測量時仍需加以注意。
對策是使用熱容量小,不易對被測物造成影響的傳感器(小型或帶有樹脂護罩的傳感器)?；蛘呃眠@一現(xiàn)象具有一定再現(xiàn)性的特點,事先對傳感器測溫偏低程度進行調(diào)查,然后考慮采取校準后使用等對策。

(3)關(guān)于貼合度

溫度計具有“通過熱觸點部(感溫部)與被測物的接觸,從被測物獲得熱量,使熱觸點部(感溫部)的溫度與被測物的溫度相同,然后測量熱觸點(感溫部)的溫度?！边@一特性,因此感溫部與被測物的貼合度很重要。
影響貼合度的主要因素有“傳感器傾斜測量”,“被測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量精度,對傳感器的耐久性也有不利影響。

用表面溫度傳感器進行檢測時的注意點

*有沒有用大傳感器來測熱容量小的被測物?
*被測物表面有垃圾等附著嗎?
*傳感器的感溫部有變形嗎?