电阻法测温的原理及数学计算
3页1、电阻法测温的原理及数学计算1引言温度测试是电器安全测试中应用最广,也是最复杂,最容易出现测试误差的部分,很多产品都会在涉及温度的测试中出现这样那样的问题,其测量的方法和精度会对产品的合格性评定产生决定性的影响。在电器产品的试验中,常用到的测量温度或温升的方法,除了电阻测温法之外,还有红外线测温法,热电偶测温法。但是,电阻测温法由于其准确度高,而且可以通过计算得到线圈内部的温度,因此特别广泛的应用于线圈、绕组等部件的测量,特别是对于马达等旋转线圈的内部温度测量。2电阻法测温的基本原理:电阻法是利用线圈在发热时电阻的变化,来测量线圈的温度,具体方法是利用线圈的直流电阻,在温度升高后电阻值相应增大的关系来确定线圈的温度,其测得是线圈温度的平均值。在一定的温度范围内,电机线圈的电阻值将随着温度的上升而相应的增加,而且其阻值与温度之间存在着一定的函数关系。对于铜线圈来说,线圈的热态温度的计算公式是:t2=R2R1(t1+234.5)-234.5(1式中R1冷态线圈电阻,单位是欧姆R2断电瞬时热态线圈电阻,单位是欧姆t1冷态温度,一般等同于测量电阻R1时的环境温度,单位是摄氏度与铜线圈有关的常熟。
2、如果是铝线圈,该常数为229根据以上公式求出t2后,若要求得到温升,将计算得到的温度t2,与试验结束时环境空气温度t3之差即可得到,即温升为(t2-t3)K:t=R2R1(t1+234.5)-234.5-t3(2)冷态时的电阻(电机运行前测得的电阻)和热态时的电阻(运行后测得的电阻)必须在电机同一出线端测得。线圈冷态时的温度在一般情况下,可以认为与电机周围环境温度相等。这样就可以计算出线圈在热态的温度了。线圈温升是安全标准中的一项重要指标。那么,为什么不直接带电测量线圈的电阻而得到其温升呢?这是因为,带电测线圈电阻在目前的技术条件下尚无法到达所需要的精确度。因此,要达到精确测量线圈电阻,只能使用高精度的数字电桥。而数字电桥只能在断电的环境下才能开展测量,它对电流非常敏感,线圈从电源断开后还需短路几秒钟(实际操作一般是5秒)再接到电桥上测电阻,以避免残余电量烧坏电桥。正是由于以上原因,我们没办法得到断电瞬间T0时刻的线圈电阻值R2。只能通过间接的方法来得出R2,因导体电阻随温度变化呈现某一规律,所以,推算出断电瞬时T0的电阻值R2就可推算出线圈温升t2。线圈断开电源后,温度逐渐下降,所以
3、测得的电阻值并不是线圈断电瞬时的电阻值,我们可以通过短时间等间隔读取的电阻测量值,利用作图法和回归分析法来确定断电瞬时的电阻值,从而推算出线圈温升。3线圈温升推算的数学方法在以上描述的试验过程中,我们将得到一组数据,例如第5秒(T1=5)时的电阻值r1,第10秒(T2=10)时的电阻值r2,第15秒(T3=15)时的电阻值r3,相当于自变量为t,因变量为r的函数rR(t)的一些已知解值,在图形r-t图形上画出来就是一些已知的点坐标。现在我们需要从中找出规律,从而推断出T0=0时的R2。4作图法目前有两种方式,一种是作图法,也就是在r-t图上把所有已知点按坐标标示出来,在这些点上作出一条近似模拟曲线。然后根据曲线的走向判断其在T0=0点的R2的值,从而得出t2。用作图法处理数据时,我们通常采用的是“目测法”,这种方法虽然简单明了,易学易用,但常常因人而异即使对同一组数据来说,也会得出不同的结果来。因此一般只在快速估算作业使用。在实验室中,不推荐使用此种方式5回归分析法另一种方式就是应用数理统计中的回归分析法来求R2研究一个随机变量与一个(或几个)可控变量之间的相关关系的统计方法称为回归分
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