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    在扁平漆包線的電阻測量中使用紅外溫度傳感器進行溫度補償

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    以往的红外温度传感器在测量圆线与扁线的电阻时的很难进行温度补偿。 使用红外温度传感器,测试了在测量扁平漆包线的电阻时是否可以进行温度补偿。

    用途?目標

    ■ 使用圆线或扁平漆包线的线圈、电机的绕组电阻测量

    ■ 研究开发?生产现场测试

    市場背景

    电动汽車(EV)和電力电子设备对使用时,动力总成结合部位的电阻测量的要求不断提高。如果在工作时流过大电流的马达、绕组和母排等的动力总成零部件存在焊接不良和接触不良,则不良部位的电阻会变大导致发热。发热可能会导致破坏绝缘物和引起火灾。因此动力总成零部件需要更高精度的电阻测量。


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    問題

    电阻值根据被测物(DUT)的温度变化而变化。電阻計搭载了温度传感器所用的端子,具有根据测量的电阻值和温度换算为基准温度的电阻值的功能(温度补偿功能)。此温度补偿功能可实现不受温度变化影响的情况下来测量电阻。对于和工厂内等环境温度一致的DUT时, 设置室内温度=DUT温度来使用温度补偿功能。如果DUT的温度和室内温度有差异,或者温度因DUT而异时,通过使用红外温度传感器的非接触式温度测量进行温度补偿,实施自动检查。但是,若DUT是有光泽的低放射率物质的话,则红外温度传感器无法准确测量温度。另外,从上一工序开始不预留时间直接测试绕组电阻的定子生产线的情况下,每个DUT的温度都不同。电阻测量时根据DUT的实际温度进行温度补偿是多年以来的难题。


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    解決方法

    放射率因物体的表面状态和形状而异。因此,与其采用由物理常数规定的放射率,不如与接触式温度传感器的温度值相比来决定放射率有时更好。基恩士(KEYENCE)公司的FT系列數字紅外溫度傳感器具有将接触式温度传感器的温度值作为校正值输入放大器,并以此来决定放射率的功能。


    【操作上的注意事項】

    ?接觸式溫度傳感器,采用響應速度快的、線材直徑細的熱電偶。

    ?使熱電偶充分接觸被測物。

    ?在高于室溫20°C的溫度下進行校正。(高溫可以高精度地決定放射率)

    ?使用不受热源干扰的,可以测量热电偶温度的數據采集儀。(根据數據采集儀的不同,温度值会因干扰影响而出现波动)

    ?使用試驗箱時,采取避風和熱源防護(隔熱)措施。

    ?將熱電偶和紅外溫度傳感器設置在鄰近但相互不影響。

    ?采用熱電偶測量溫度穩定狀態的值。(因爲溫度測量位置不同,所以被測物必須處于均勻的溫度狀態)


    【測量方法】

    ?DUT選用扁平漆包線。

     · 在DUT上粘贴T型热电偶,在其附近安装數字紅外溫度傳感器(FT-H20)。

    ?將傳感器輸出的4-20mA通過250Q電阻轉換爲1-5V。

    ?在電阻計RM3545中输入1-5V。

    ?T型热电偶连接到數據采集儀LR8450。

    ?使用鋁或烘烤燈將DUT包圍起來以進行避風和熱源防護(隔熱)。

    ?將試驗箱設置爲45C、50%RH後運行。溫度穩定後,將熱電偶的溫度值輸入傳感器的放大器以確定放射率。

    ?將RM3545和LR8450連接至PC端。

    ?在改变试验箱温度的同时,用Sequence Maker*编写的程序同时读取两个温度值。

    * “Sequence Maker”是合并控制测量仪器的Excel插件。对应USB、RS-232C、LAN、GP-IB 这类通讯接口。另外也适用于测量仪器的串口通讯驱动的VISA软件。可以自动搜索到连接PC端的测量仪器,建立通讯,只需按照想要控制的顺序将控制命令记载在Excel上,就可以进行想要的控制。


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    實測數據

    以T型热电偶为基准的Δ t(红外温度传感器温度减去热偶温度的值)的图表如 图5 所示。

    ?35℃以上的情况下,Δ t 在 ±0.5℃以内。

    ?30℃以下誤差很大,考慮是因爲來自DUT的放射量少。

    ?使用鋁或烘烤燈將DUT包圍起來以進行避風和熱源防護(隔熱)。

    ?放射量少的鋁的更具隔熱效果。


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    實測數據(温度补偿功能)

    ?在23°C时,使用红外温度传感器对85.2mΩ的基准值的线圈进行温度补偿,并使用電阻計RM3545进行了测量。

    ?当线圈温度约为44.5C时,换算成23℃的电阻为85.2515 mΩ(图6)。

    ?若不进行温度补偿,则电阻为92.4527mΩ(图7 )。

    ?由于溫度對電阻值的影響很大,因此溫度補償在電阻測量中的重要性可見一斑。


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    使用儀器

    電阻計

    RM3545A

    (或RM3545)

    HIOKI 产品
    數據采集儀LR8450HIOKI 产品
    數字紅外溫度傳感器FT-H20基恩士公司産品
    放大器FT-50A基恩士公司産品


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