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热电阻的自散热特性如何影响其在高温环境中的性能,有何解决方法?

作者:admin时间:2025-01-02 09:02:12520 次浏览

信息摘要:

热电阻自散热特性对高温环境性能的影响测量误差方面热电阻在工作时,会有电流通过。根据焦耳定律(其中是热量,是电流,是电阻,是时间),热电阻自身会产生热量。在高温环境中,这种自发热会叠加在被测环境的热量上。例如,在一个实际温度为的高温炉内,如果热电阻自发热产生了的温升,那么测量得到的温度将是,从而导致测


热电阻自散热特性对高温环境性能的影响

测量误差方面

热电阻在工作时,会有电流通过。根据焦耳定律(其中是热量,是电流,是电阻,是时间),热电阻自身会产生热量。在高温环境中,这种自发热会叠加在被测环境的热量上。

例如,在一个实际温度为的高温炉内,如果热电阻自发热产生了的温升,那么测量得到的温度将是,从而导致测量误差。而且环境温度越高,这种自发热引起的相对误差可能就越大。

稳定性方面

长时间的自发热会使热电阻自身温度过高,可能会导致热电阻的材料性能发生变化。许多热电阻材料的电阻 - 温度特性是在一定的理想条件下确定的,自发热会改变热电阻内部的温度分布。

例如,对于铂热电阻,长时间的高温自热可能会使铂丝发生微小的形变或者氧化,进而影响其电阻值与温度的对应关系,使热电阻的稳定性下降,测量精度在长时间使用后变得越来越差。

使用寿命方面

过高的自发热会加速热电阻材料的老化。在高温环境下,热电阻本身已经处于比较恶劣的热环境中,自发热相当于额外的热应力。

比如,一些热电阻的绝缘材料在高温和自热的双重作用下,可能会出现绝缘性能下降的情况。如果绝缘性能下降,会导致热电阻的漏电增加,最终可能使热电阻损坏,缩短其使用寿命。

解决热电阻自散热问题的方法

优化测量电路方面

采用小电流测量方式。根据热电阻自发热功率,减小通过热电阻的电流可以降低自发热。一般工业上会采用恒流源供电,将电流控制在一个较小的值,如以下,这样可以有效减少自发热。

热电阻结构设计方面

增加热电阻的散热面积。例如,将热电阻的感温元件设计成薄片型或者翅片型结构。像翅片型热电阻,其翅片可以增加与周围介质的接触面积,加快热量的散发,从而降低自发热对测量的影响。

安装方式及环境方面

选择合适的安装位置,保证热电阻周围有良好的热交换条件。在高温管道上安装时,要使热电阻的感温部分充分接触流体,并且周围不能有阻碍散热的物体。

例如,在安装热电阻测量高温蒸汽温度时,要将热电阻插入管道足够深,并且管道周围不能有保温材料覆盖热电阻的安装位置,以确保热量能够顺利散发出去。


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