溫升試驗家用電器產(chǎn)品在正常使用中都會發(fā)熱，導致器具本身及周圍環(huán)境溫度升高。原因有：(1)電動器具的發(fā)熱，主要是由線圈、繞組、鐵心引起。(2)電熱器具是利用發(fā)熱體發(fā)出的熱量來完成一定的功能，這種發(fā)熱除了能實現(xiàn)一定的功能外，也對周圍環(huán)境造成不良的影響。(3)對其他的一些電器，由于各種器件工作（如：機械零件的摩擦、電子元器件工作電流等），也同樣存在發(fā)熱和溫升問題。1ppt課件溫升試驗家用電器產(chǎn)品在正常使用中都會發(fā)熱，導致器具本身及周溫升有兩方面的含義：①方面是指電熱器具和制冷器具的升溫和降溫特性；②另一方面則是指非功能性發(fā)熱的器具及其部件在工作過程中的發(fā)熱情況。2ppt課件溫升有兩方面的含義：2ppt課件溫升試驗目的

家用電器的發(fā)熱試驗是評價產(chǎn)品的發(fā)熱所造成的不良影響，避免發(fā)生過熱和著火的危險。家用電器發(fā)熱所造成的影響主要有以下幾方面：

(1)影響絕緣的使用壽命。電氣絕緣的材料有相應的最高容許工作溫度,使用溫度超過額定值8℃，其壽命將縮短一半。如A級絕緣在100℃溫度下可用8年，若在超出此溫度8℃下使用，壽命將減為4年。

(2)影響電氣元件的正常使用。

(3)塑料受熱變形。

(4)外表而溫度過高。

(5)造成周圍環(huán)境過熱。3ppt課件溫升試驗目的

家用電器的發(fā)熱試驗是評價產(chǎn)品的發(fā)熱所造成的不良4ppt課件4ppt課件溫升試驗要求1．電動類器具，不同的工作制下溫升試驗方法是不同的（1）8小時工作制和不間斷工作制在8小時工作制和不間斷工作制下，電器的穩(wěn)定溫升只與發(fā)熱的功率有關，而與電器的初始溫升無關，所以試驗可從冷態(tài)開始，也可從熱態(tài)開始。這里，所謂的穩(wěn)定狀態(tài)，一般針對電動器具而言，當運行到需測量部位(點)的溫度每小時變化小于1℃時，則認為達到穩(wěn)定狀態(tài)。如電風扇在連續(xù)運行3～4h后，便可認為已達穩(wěn)定狀態(tài)。（2）短時工作制短時工作制是從冷態(tài)開始的，這種工作制在很短的通電時間內電器達不到穩(wěn)定溫升就開始冷卻到周圍空氣溫度。所以試驗要從冷態(tài)開始按額定工作時間要求運行電器。如攪拌器一般最長工作時間為1min，之后立即進行溫度測量。（3）斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制下，因為電器經(jīng)多次工作周期工作后最終將達到穩(wěn)定狀態(tài)，所以應按其連續(xù)的工作周期，在溫升達到穩(wěn)定狀態(tài)后進行測量。5ppt課件溫升試驗要求5ppt課件溫升試驗要求2．電熱類器具，按各自器具充分發(fā)熱條件工作所需的時間來考慮溫升上限6ppt課件溫升試驗要求2．電熱類器具，按各自器具充分發(fā)熱條件工作所需的溫升限值要求7ppt課件溫升限值要求7ppt課件溫升的測量

一、家用電器測試中常用的測溫方法冰箱的降溫特性、電機繞組的發(fā)熱和電熱器具的加熱性能等家電測試項目的進行都離不開溫度測量。事實上溫度是家用電器測試中除電氣參數(shù)外最常檢測的物理量。溫度測量方法是多種多樣的，在家用電器測試中經(jīng)常使用的測溫方法有三種：熱電阻測溫熱敏電阻測溫集成溫度傳感器測溫8ppt課件溫升的測量8ppt課件(一)熱電阻測溫

1.熱電阻溫度傳感器原理及結構金屬原子最外層的電子能自由移動，當施加電場作用后，這些無規(guī)則移動的電子將按一定的方向移動，從而形成電流。隨著溫度的增加，電子和離子的熱運動加劇，電子之間、電子與振動著的金屬離子之間的碰撞機會隨之增加，致使電子的定向移動受到阻礙。這表現(xiàn)為金屬體的電阻率增大。若金屬導線在溫度為T0時的電阻為Ro，則它在溫度為T的電阻RT可由下式求出：9ppt課件(一)熱電阻測溫9ppt課件式中，溫度系數(shù)α和β的單位分別為K-1和K-2，β值比α小三個數(shù)量級。在變化不大時，上式中最后一項可忽略不計，這時金屬導線的靈敏度為式中，ΔR=RT-RT0；ΔT=T-T0

。顯然，靈敏度s與α及R0有關。鉑、鎳、金、銀和銅的溫度系數(shù)分別為0.0039、0.0068、0.0040、0.0041和0.0043。工程上大多使用電阻值穩(wěn)定、重復性好的鉑絲和銅絲溫度計。溫度計用的熱電阻傳感器的電阻值是標準化的，在0℃時為100Ω或50Ω。鉑絲溫度計r的測溫范圍大約為-200℃~750℃10ppt課件式中，溫度系數(shù)α和β的單位分別為K-1和K-2，β值比α小三圖是鉑絲溫度計的結構圖,在空氣中測溫,其時間常數(shù)τ約為1min。11ppt課件圖是鉑絲溫度計的結構圖,在空氣中測溫,其時間常數(shù)τ約為1m第三章家用電器一般通用性能的測試2．測量電路電阻溫度計的測量電路，最常用的還是電橋，如圖所示。12ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試2．測量電路12ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試R1、R2、R3和熱電阻Rt組成電橋的四個橋臂。Rref和R0是錳銅電阻。其阻值分別等于電阻溫度計的起始溫度(如O℃)及滿度(如100℃)時電阻值。在開關K分別接在“l(fā)”和“3”，并調好零(調R0)及滿度(調RF)后，開關K接在“2”，便可進行測溫。13ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試R1、R2、R3和熱電阻R第三章家用電器一般通用性能的測試下圖是兩種測溫電橋的三線連接法。三線連接法可以消除連接導線隨溫度變化的影響14ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試下圖是兩種測溫電橋的三線連第三章家用電器一般通用性能的測試為此人們又設計出了四線連接法，如圖所示:

四線連接法中,電位器中心觸點電阻與檢流計串聯(lián),不影響測溫準確度。15ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試為此人們又設計出了四線連接第三章家用電器一般通用性能的測試(二)熱敏電阻測溫

1．熱敏電阻傳感器原理在半導體材料中，原子核對價電子的約束力要比金屬材料中的大，因而其中的自由載流子數(shù)量相當少。當溫度升高時，載流子就會增多，半導體的電阻也隨之下降。利用半導體的這個性質，采用重金屬氧化物(如錳、鈦、鈷、鎳等)或稀土元素氧化物的混合技術。并在高溫下燒結成特殊電子元件，可以用來測量溫度。按照上面所講的技術與工藝制成的球狀，片狀或圓柱狀的敏感元件稱為熱敏電阻。16ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試(二)熱敏電阻測溫16pp第三章家用電器一般通用性能的測試負溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)的阻值R和溫度T之間的關系可近似表示為

式中β為材料常數(shù)；RT(R0)為溫度T(T0)時的電阻(Ω)；T(T0)是熱力學溫度(K)，由上式可求得靈敏度為

隨著溫度的增加,電阻變化將越來越小，溫度系數(shù)由上式求得：17ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試負溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC第三章家用電器一般通用性能的測試2.熱敏電阻的伏安特性將熱敏電阻接上一個恒流源，并在其兩端測得端電壓，便得到了熱敏電阻的伏安特性曲線，如圖所示。18ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試2.熱敏電阻的伏安特性18第三章家用電器一般通用性能的測試該曲線分為四段：0-a段，電流小于Ia，元件功耗小，電流不足以使熱敏電阻發(fā)熱。相當于一個固定電阻。a—b段,隨著電流增加,熱敏電阻功耗增加,導致電流加熱,使熱敏電阻自身溫度超過環(huán)境溫度(介質溫度)。阻值下降,出現(xiàn)了非線性正阻區(qū)。當電流為Im時，電壓達到最大值。b-c-d段的負阻區(qū)，電流繼續(xù)增加時,熱敏電阻本身加熱更為劇烈，使其阻值迅速減小。由于熱敏電阻的溫度系數(shù)較大．隨溫度升高，電阻值減小的速度超過了電流增加引起的電壓上升的速度。作為測溫同時,熱敏電阻受工作電流的加熱效要盡量小,應使熱敏電阻工作在0-a段。19ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試該曲線分為四段：19ppt第三章家用電器一般通用性能的測試3．熱敏電阻溫度測量電路(T一f變換器)

熱敏電阻溫度傳感器的配用測量電路仍可用電橋電路，但考慮到熱敏電里的溫度-電阻變換關系是非線性關系，而在顯示或進一步處理測量信號時，需要的是被測非電量和測得電量間的線性關系。所以熱敏電阻所配用的測量電路要解決兩個問題：靈敏度；非線性校正。

如圖所示，該變換器是一個振蕩器，20ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試3．熱敏電阻溫度測量電路(第三章家用電器一般通用性能的測試其振蕩頻率為

用熱敏電阻溫度傳感器測量溫度的范圍較寬。做成量程為-50～300℃的溫度計是很答易的。21ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試其振蕩頻率為用熱敏電第三章家用電器一般通用性能的測試(三）電流型集成溫度傳感器——AD590

電流型集成溫度傳感器具有互換性好、線性度好、輸出電流信號可長線傳輸、抗電壓干擾能力強、長期穩(wěn)定性好以及配用電路簡單等不可比擬的優(yōu)點。由于以上特點，這種傳感器已被廣泛應用到-55～155℃溫度范圍內的測溫，尤其適合制冷器具性能測試中的溫度測試,這類傳感器中較為典型的產(chǎn)品便是AD590。22ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試(三）電流型集成溫度傳感第三章家用電器一般通用性能的測試

1．AD590工作原理電流型集成溫度傳感器是一個輸出電流與溫度成正比的電流源。由于電流很容易變換成電壓，這種傳感器使用十分方便。

AD590集成溫度傳感器的輸出電流就是整個電路的電源電流，而這個電流與施加在這個電路上的電源電壓幾乎無關。23ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試1．AD590工作原理2第三章家用電器一般通用性能的測試圖是簡化的電流型集成溫度傳感器的原理圖，圖中晶體管T1、T2、T9、T11是最關鍵的元件。管子旁邊標注的數(shù)字是發(fā)射區(qū)的等效個數(shù)。如PNP管Tl和T3的發(fā)射區(qū)面積是T6悉的2倍；NPN管T9的發(fā)射區(qū)面積是T10、T11管的8倍。24ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試圖是簡化的電流型集成溫度傳第三章家用電器一般通用性能的測試T7、T8的工作電流來自二極管接法的晶體管T10。由于T1和T3的等效發(fā)射區(qū)個數(shù)都是2個，且二者的基極連在一起，因此，它們的集電極電流相同，都是I1。T10、T11的特性相同，集電極電流相等，T7與T8的總工作電流亦為I1，因為T8的發(fā)射區(qū)面積為T3管的一半，所以流過T8管的集電極電流(T6管電流)為0.5I1。流過T7管的集電極電流為0.5I1。25ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試T7、T8的工作電流來自二第三章家用電器一般通用性能的測試由上式，注意到Is9=8Is11，可以得到由以上分析可得到，芯片總工作電流I0為(式中）26ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試由上式，注意到Is9=8I第三章家用電器一般通用性能的測試上式表明總電流I0與熱力學溫度T成正比，溫度系數(shù)(靈敏度)為K1,如果取R6=538Ω；K/q=0.0862mV/K，則Kl=lμA/K。即被測溫度的熱力學溫度值等于AD590兩端的電流的微安值。27ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試上式表明總電流I0與熱力學第三章家用電器一般通用性能的測試2．AD590的主誤差及特性

AD590基本上是一個正比于熱力學溫度的電流調整器，輸出電流就等于溫度系數(shù)(靈敏度)乘以傳感器所處介質的溫度。靈敏度已調至Kl=lμA/K

。盡管AD590在-55～150℃范圍內是良好的測溫元件，但也存在著測溫誤差。測溫誤差主要有校準誤差和非線性。28ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試2．AD590的主誤差及第三章家用電器一般通用性能的測試校準誤差是AD590測溫誤差的主要誤差項，這項誤差是系統(tǒng)誤差，可以用標定的方法，用硬件電路或軟件處理的辦法加以消除。非線性也是一個主要誤差源，通過配上調零與調滿度(兩點可調)的電路，可以使上述兩項誤差調至最小。29ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試校準誤差29ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試3．AD590的測溫應用下圖是應用AD590測熱力學溫度的最簡單的例子。如果R=lkΩ，則每lmV對應1K。30ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試3．AD590的測溫應用第三章家用電器一般通用性能的測試

在電冰箱降溫特性出廠試驗中，往往要同時采集上百臺冰箱總共幾百個測溫點的溫度，這時可用下圖所示的多點溫度檢測電路。31ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試在電冰箱降溫特性出廠試驗第三章家用電器一般通用性能的測試AD590接成矩陣方式,使該電路很容易與計算機配合而形成多點自動巡回檢測系統(tǒng)。由于AD590的輸出量是電流,以CMOS模擬開關器件的電阻對測量準確度幾乎沒有影響。由行、列地址選通某個傳感器時，便取得了個溫度數(shù)據(jù),在CPU控制下巡回選通傳感器，便實現(xiàn)了溫度的逐點采集。32ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試AD590接成矩陣第三章家用電器一般通用性能的測試二、溫升測試

在家用電器測試中，溫升有兩方面的含義：一方面是指電熱器具和制冷器具的升溫和降溫特性；另一方面則是指非功能性發(fā)熱的器具及其部件在工作過程中的發(fā)熱情況。前者反映的是器具的使用性能；而后者反映的是器具的安全性能。在這里所討論的溫升是指后者，并且以單相驅動微電機的線圈溫升測試為主要研究對象。電機中的絕緣結構材料有一個使用溫度的限制極限。超過這個使用極限，絕緣材料將加速老化從而使電機使用壽命縮短，嚴重時還可能燒毀電機。為了保證電機正常運行，必須進行溫升試驗，考查電機在額定工作條件下運行時，其繞組的溫度升高變化的情況。33ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試二、溫升測試33ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試(一)溫升試驗中的幾種測溫方法國家標準中規(guī)定的測量電機繞組、鐵心以及其它部位溫度的基本方法有三種。即溫度計法、電阻法和埋置檢溫計法。其中埋置檢溫計法用于大電機測溫，這里不作介紹。

1．溫度計法這是一種最簡便的直接測量溫度的方法。在電機試驗中經(jīng)常使用的溫度計有酒精溫度計、半導體溫度計和非埋置的熱電偶或電阻溫度計。用溫度計法所測得的溫度為被測點的表面溫度，測量時應將溫度計的感溫部分緊貼在被測點的表面。從被測點到感溫元件之間的熱傳導應盡可能良好。主要缺點是作為感溫元件的熱敏電阻，互換性較差。34ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試(一)溫升試驗中的第三章家用電器一般通用性能的測試2．電阻法如前所述，金屬導線的電阻隨著溫度的升高也相應地增加。在一定的溫度范圍內,其電阻值與溫度之間存在一定的函數(shù)關系。應用這原理，可以通過測量繞組的電阻值來確定其溫度，稱為電阻法測溫。用該法測得的結果是整繞組的平均溫度。對于用銅導線做成的電機繞組，當溫度在-50～150℃范圍內，電阻值與溫度之間:R2／R1=235+t2／235+t1

(式中Rl和R2分別代表溫度為tl℃和t2℃時繞組的直流電阻值。)35ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試2．電阻法35ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試在電機未接電源之前，先測量繞組的冷態(tài)直流電阻值R1，并記錄測R1時的室溫tl；當電機運行一段時間后，再測量繞組的熱態(tài)直流電阻R2；最后便可求得繞組運行時的溫度t2。若要求繞組的溫升△t，將t2減去試驗結束時冷卻介質的溫度t0即可，即36ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試在電機未接電源之前，先測量第三章家用電器一般通用性能的測試若要求準確地測定電機的穩(wěn)定溫升，則必須測得繞組的熱態(tài)電阻。其方法有兩種：斷電停機測量帶電測量斷電停機測電阻必須保證從切斷電源到測出電阻之間的時間間隔不超過（國家標準規(guī)定的）20s，否則就需用外推法。37ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試若要求準確地測定電機的穩(wěn)定所謂外推法，是指當電動機運行到穩(wěn)定溫升時，即在30min內機殼表面的溫度變化不大于0.5℃時,將電動機從電源斷開，并迅速將繞組的電阻變化測定下來，將測得的數(shù)據(jù)畫成曲線，并將曲線往后延伸到時間的起始點(電機斷電的那個時刻)。找到電機斷電時刻的繞組電阻值R2，便可算出溫升。38ppt課件所謂外推法，是指當電動機運行到穩(wěn)定溫升時，即在30min內機第三章家用電器一般通用性能的測試(二)電機繞組的帶電測溫帶電測溫的基本方法是將一個較小的直流測試電流疊加于繞組的交流負載電流上，從而實現(xiàn)不中斷運行而測量繞組的電阻。所以帶電測溫又稱疊加法測溫。

如圖為帶電測溫原理電路，當被測電機繞組中串入一個電容C時，繞組回路的阻抗可用下式表示：39ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試(二)電機繞組的帶電測溫第三章家用電器一般通用性能的測試如果XL=XC，則ZX=RX，此時電流達到最大值。電路的諧振角頻率為

只要調整電容C，就可以達到串聯(lián)諧振。在電橋比較臂回路和直流回路中分別串入扼流圈L1和L2(起限流作用)。用檢流計G來測量，加上濾波器Z的目的是消除殘余交流電流對直流檢流計的影響。當電橋處于平衡時，檢流計指零，并有如下關系式：

這樣便在電機工作狀態(tài)下測得了繞組的電阻，從而可以換算出繞組的溫度。40ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試如果XL=XC，則ZX=R第三章家用電器一般通用性能的測試（三）紅外線測溫儀進行非接觸測溫1.紅外測溫儀工作原理一切溫度高于絕對零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布―與它的表面溫度有著十分密切的關系。因此，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫所依據(jù)的客觀基礎。41ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試（三）紅外線測溫儀進行非第三章家用電器一般通用性能的測試2.組成紅外測溫儀由光學系統(tǒng)、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。光學系統(tǒng)匯集其視場內的目標紅外輻射能量，視場的大小由測溫儀的光學零件以及位置決定。紅外能量聚焦在光電探測儀上并轉變?yōu)橄鄳碾娦盘?。該信號?jīng)過放大器和信號處理電路按照儀器內部的算法和目標發(fā)射率校正后轉變?yōu)楸粶y目標的溫度值。42ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試2.組成42ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試3.紅外測溫儀性能紅外測溫儀是通過接收目標物體發(fā)射、反射和傳導的能量來測量其表面溫度。測溫儀內的探測元件將采集的能量信息輸送到微處理器中進行處理，然后轉換成溫度讀數(shù)顯示。在帶激光瞄準器的型號中，激光瞄準器只做瞄準使用。43ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試3.紅外測溫儀性能4第三章家用電器一般通用性能的測試4.使用紅外測溫儀的好處

便捷紅外測溫儀可快速提供溫度測量，在用熱偶讀取一個滲漏連接點的時間內，用紅外測溫儀幾乎可以讀取所有連接點的溫度。另外由于紅外測溫儀堅實.輕巧，在工廠巡視和日常檢驗工作時都可攜帶。精確紅外測溫儀通常精度都是1℃以內。這種性能在做預防性維護時特別重要，如監(jiān)視惡劣生產(chǎn)條件和將導致設備損壞或停機的特別事件時,可快速探測操作溫度的微小變化，在其萌芽之時就可將問題解決，減少因設備故障造成的開支和維修的范圍。安全紅外測溫儀能夠安全地讀取難以接近的或不可到達的目標溫度，可以在儀器允許的范圍內讀取目標溫度。非接觸溫度測量還可在不安全的或接觸測溫較困難的區(qū)域進行，精確測量就象在手邊測量一樣容易。44ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試4.使用紅外測溫儀的好處第三章家用電器一般通用性能的測試5.應用

測量電器設備

非接觸紅外線測溫儀可以從安全的距離測量一個物體的表面溫度，使其成為電器設備維修操作中不可缺少的工具。電動機-為了保持電動機的壽命期，檢查供電連接線和電路斷路器（或者保險絲）溫度是否一致。電動機軸承-檢查發(fā)熱點，在出現(xiàn)的問題導致設備故障之前定期維修或者更換。電動機線圈絕緣層-通過測量電動機線圈絕緣層的溫度，延長它的壽命。

各相之間的測量-檢查感應電動機、大型計算機和其它設備的電線和連接器各相之間的溫度是否相同。變壓器-空冷器件的繞組可直接用紅外測溫儀測量以查驗過高的溫度，任何熱點都表明變壓器繞組的損壞。45ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試5.應用測量電器設備

第三章家用電器一般通用性能的測試在軋鋼過程中，鋼坯的軋制溫度是關鍵的工藝參數(shù)，鋼坯溫度控制的好壞，將直接影響產(chǎn)品的質量。在軋鋼工藝中，鋼坯溫度傳統(tǒng)的控制方法是用熱電偶測量加熱爐內溫度的辦法間接控制。由于熱電偶測得的是爐內腔體的溫度，而不是鋼坯的真實溫度，加上爐內狀況的變化，其內部的溫度分布也存在著一定的離散性，故熱電偶測得的溫度并不能代表每一根鋼坯的實際溫度，而鋼坯一出爐，溫度就通常用肉眼根據(jù)其發(fā)紅的顏色來估計，無法定量地檢測出每根鋼坯的實際溫度。根據(jù)軋鋼的工藝特點，在紅外測溫儀上，專門增設了軋鋼測量功能，不但能較正確地測量出每根鋼坯的實際溫度，還可以對鋼坯的根數(shù)進行計數(shù)。測溫儀在煉鐵廠的應用46ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試在軋鋼過程中，鋼坯的軋制溫第三章家用電器一般通用性能的測試熱風管道內部溫度的測量

本系統(tǒng)的測溫裝置將配有保護裝置的紅外探頭安裝在熱風管道原來熱電偶的插孔上，將紅外探頭透過保護裝置的密封窗，再經(jīng)原電偶的插孔，瞄準熱風管道內部，從而測得熱風管道內部的溫度。測溫儀在煉鐵廠的應用

測溫系統(tǒng)能減少熱電偶消耗，降低設備的運行成本，目前該系統(tǒng)已有使用，并取得了良好的經(jīng)濟效益。47ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試熱風管道內部溫度的測量

第三章家用電器一般通用性能的測試紅外測溫儀在食品安全和質量檢查中使用

HACCP的食品安全檢查程序目前已被強制用于肉食、禽類和海產(chǎn)品加工廠以及水果和蛋奶加工廠。HACCP將對流進和流出溫度危險區(qū)的食品進行檢查。

美國食品和藥物管理局(FDA)還建議使用紅外測溫儀，并提出使用紅外測溫儀掃描表面溫度可促進一般的測溫儀在煉鐵廠的應用食品安全，“紅外測溫儀可快速記錄下表面溫度，通過在短時間內掃描大量溫度而促進了一般性食品安全系統(tǒng)監(jiān)視?！?8ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試紅外測溫儀在食品安全和質量溫升試驗家用電器產(chǎn)品在正常使用中都會發(fā)熱，導致器具本身及周圍環(huán)境溫度升高。原因有：(1)電動器具的發(fā)熱，主要是由線圈、繞組、鐵心引起。(2)電熱器具是利用發(fā)熱體發(fā)出的熱量來完成一定的功能，這種發(fā)熱除了能實現(xiàn)一定的功能外，也對周圍環(huán)境造成不良的影響。(3)對其他的一些電器，由于各種器件工作（如：機械零件的摩擦、電子元器件工作電流等），也同樣存在發(fā)熱和溫升問題。49ppt課件溫升試驗家用電器產(chǎn)品在正常使用中都會發(fā)熱，導致器具本身及周溫升有兩方面的含義：①方面是指電熱器具和制冷器具的升溫和降溫特性；②另一方面則是指非功能性發(fā)熱的器具及其部件在工作過程中的發(fā)熱情況。50ppt課件溫升有兩方面的含義：2ppt課件溫升試驗目的

家用電器的發(fā)熱試驗是評價產(chǎn)品的發(fā)熱所造成的不良影響，避免發(fā)生過熱和著火的危險。家用電器發(fā)熱所造成的影響主要有以下幾方面：

(1)影響絕緣的使用壽命。電氣絕緣的材料有相應的最高容許工作溫度,使用溫度超過額定值8℃，其壽命將縮短一半。如A級絕緣在100℃溫度下可用8年，若在超出此溫度8℃下使用，壽命將減為4年。

(2)影響電氣元件的正常使用。

(3)塑料受熱變形。

(4)外表而溫度過高。

(5)造成周圍環(huán)境過熱。51ppt課件溫升試驗目的

家用電器的發(fā)熱試驗是評價產(chǎn)品的發(fā)熱所造成的不良52ppt課件4ppt課件溫升試驗要求1．電動類器具，不同的工作制下溫升試驗方法是不同的（1）8小時工作制和不間斷工作制在8小時工作制和不間斷工作制下，電器的穩(wěn)定溫升只與發(fā)熱的功率有關，而與電器的初始溫升無關，所以試驗可從冷態(tài)開始，也可從熱態(tài)開始。這里，所謂的穩(wěn)定狀態(tài)，一般針對電動器具而言，當運行到需測量部位(點)的溫度每小時變化小于1℃時，則認為達到穩(wěn)定狀態(tài)。如電風扇在連續(xù)運行3～4h后，便可認為已達穩(wěn)定狀態(tài)。（2）短時工作制短時工作制是從冷態(tài)開始的，這種工作制在很短的通電時間內電器達不到穩(wěn)定溫升就開始冷卻到周圍空氣溫度。所以試驗要從冷態(tài)開始按額定工作時間要求運行電器。如攪拌器一般最長工作時間為1min，之后立即進行溫度測量。（3）斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制下，因為電器經(jīng)多次工作周期工作后最終將達到穩(wěn)定狀態(tài)，所以應按其連續(xù)的工作周期，在溫升達到穩(wěn)定狀態(tài)后進行測量。53ppt課件溫升試驗要求5ppt課件溫升試驗要求2．電熱類器具，按各自器具充分發(fā)熱條件工作所需的時間來考慮溫升上限54ppt課件溫升試驗要求2．電熱類器具，按各自器具充分發(fā)熱條件工作所需的溫升限值要求55ppt課件溫升限值要求7ppt課件溫升的測量

一、家用電器測試中常用的測溫方法冰箱的降溫特性、電機繞組的發(fā)熱和電熱器具的加熱性能等家電測試項目的進行都離不開溫度測量。事實上溫度是家用電器測試中除電氣參數(shù)外最常檢測的物理量。溫度測量方法是多種多樣的，在家用電器測試中經(jīng)常使用的測溫方法有三種：熱電阻測溫熱敏電阻測溫集成溫度傳感器測溫56ppt課件溫升的測量8ppt課件(一)熱電阻測溫

1.熱電阻溫度傳感器原理及結構金屬原子最外層的電子能自由移動，當施加電場作用后，這些無規(guī)則移動的電子將按一定的方向移動，從而形成電流。隨著溫度的增加，電子和離子的熱運動加劇，電子之間、電子與振動著的金屬離子之間的碰撞機會隨之增加，致使電子的定向移動受到阻礙。這表現(xiàn)為金屬體的電阻率增大。若金屬導線在溫度為T0時的電阻為Ro，則它在溫度為T的電阻RT可由下式求出：57ppt課件(一)熱電阻測溫9ppt課件式中，溫度系數(shù)α和β的單位分別為K-1和K-2，β值比α小三個數(shù)量級。在變化不大時，上式中最后一項可忽略不計，這時金屬導線的靈敏度為式中，ΔR=RT-RT0；ΔT=T-T0

。顯然，靈敏度s與α及R0有關。鉑、鎳、金、銀和銅的溫度系數(shù)分別為0.0039、0.0068、0.0040、0.0041和0.0043。工程上大多使用電阻值穩(wěn)定、重復性好的鉑絲和銅絲溫度計。溫度計用的熱電阻傳感器的電阻值是標準化的，在0℃時為100Ω或50Ω。鉑絲溫度計r的測溫范圍大約為-200℃~750℃58ppt課件式中，溫度系數(shù)α和β的單位分別為K-1和K-2，β值比α小三圖是鉑絲溫度計的結構圖,在空氣中測溫,其時間常數(shù)τ約為1min。59ppt課件圖是鉑絲溫度計的結構圖,在空氣中測溫,其時間常數(shù)τ約為1m第三章家用電器一般通用性能的測試2．測量電路電阻溫度計的測量電路，最常用的還是電橋，如圖所示。60ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試2．測量電路12ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試R1、R2、R3和熱電阻Rt組成電橋的四個橋臂。Rref和R0是錳銅電阻。其阻值分別等于電阻溫度計的起始溫度(如O℃)及滿度(如100℃)時電阻值。在開關K分別接在“l(fā)”和“3”，并調好零(調R0)及滿度(調RF)后，開關K接在“2”，便可進行測溫。61ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試R1、R2、R3和熱電阻R第三章家用電器一般通用性能的測試下圖是兩種測溫電橋的三線連接法。三線連接法可以消除連接導線隨溫度變化的影響62ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試下圖是兩種測溫電橋的三線連第三章家用電器一般通用性能的測試為此人們又設計出了四線連接法，如圖所示:

四線連接法中,電位器中心觸點電阻與檢流計串聯(lián),不影響測溫準確度。63ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試為此人們又設計出了四線連接第三章家用電器一般通用性能的測試(二)熱敏電阻測溫

1．熱敏電阻傳感器原理在半導體材料中，原子核對價電子的約束力要比金屬材料中的大，因而其中的自由載流子數(shù)量相當少。當溫度升高時，載流子就會增多，半導體的電阻也隨之下降。利用半導體的這個性質，采用重金屬氧化物(如錳、鈦、鈷、鎳等)或稀土元素氧化物的混合技術。并在高溫下燒結成特殊電子元件，可以用來測量溫度。按照上面所講的技術與工藝制成的球狀，片狀或圓柱狀的敏感元件稱為熱敏電阻。64ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試(二)熱敏電阻測溫16pp第三章家用電器一般通用性能的測試負溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)的阻值R和溫度T之間的關系可近似表示為

式中β為材料常數(shù)；RT(R0)為溫度T(T0)時的電阻(Ω)；T(T0)是熱力學溫度(K)，由上式可求得靈敏度為

隨著溫度的增加,電阻變化將越來越小，溫度系數(shù)由上式求得：65ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試負溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC第三章家用電器一般通用性能的測試2.熱敏電阻的伏安特性將熱敏電阻接上一個恒流源，并在其兩端測得端電壓，便得到了熱敏電阻的伏安特性曲線，如圖所示。66ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試2.熱敏電阻的伏安特性18第三章家用電器一般通用性能的測試該曲線分為四段：0-a段，電流小于Ia，元件功耗小，電流不足以使熱敏電阻發(fā)熱。相當于一個固定電阻。a—b段,隨著電流增加,熱敏電阻功耗增加,導致電流加熱,使熱敏電阻自身溫度超過環(huán)境溫度(介質溫度)。阻值下降,出現(xiàn)了非線性正阻區(qū)。當電流為Im時，電壓達到最大值。b-c-d段的負阻區(qū)，電流繼續(xù)增加時,熱敏電阻本身加熱更為劇烈，使其阻值迅速減小。由于熱敏電阻的溫度系數(shù)較大．隨溫度升高，電阻值減小的速度超過了電流增加引起的電壓上升的速度。作為測溫同時,熱敏電阻受工作電流的加熱效要盡量小,應使熱敏電阻工作在0-a段。67ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試該曲線分為四段：19ppt第三章家用電器一般通用性能的測試3．熱敏電阻溫度測量電路(T一f變換器)

熱敏電阻溫度傳感器的配用測量電路仍可用電橋電路，但考慮到熱敏電里的溫度-電阻變換關系是非線性關系，而在顯示或進一步處理測量信號時，需要的是被測非電量和測得電量間的線性關系。所以熱敏電阻所配用的測量電路要解決兩個問題：靈敏度；非線性校正。

如圖所示，該變換器是一個振蕩器，68ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試3．熱敏電阻溫度測量電路(第三章家用電器一般通用性能的測試其振蕩頻率為

用熱敏電阻溫度傳感器測量溫度的范圍較寬。做成量程為-50～300℃的溫度計是很答易的。69ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試其振蕩頻率為用熱敏電第三章家用電器一般通用性能的測試(三）電流型集成溫度傳感器——AD590

電流型集成溫度傳感器具有互換性好、線性度好、輸出電流信號可長線傳輸、抗電壓干擾能力強、長期穩(wěn)定性好以及配用電路簡單等不可比擬的優(yōu)點。由于以上特點，這種傳感器已被廣泛應用到-55～155℃溫度范圍內的測溫，尤其適合制冷器具性能測試中的溫度測試,這類傳感器中較為典型的產(chǎn)品便是AD590。70ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試(三）電流型集成溫度傳感第三章家用電器一般通用性能的測試

1．AD590工作原理電流型集成溫度傳感器是一個輸出電流與溫度成正比的電流源。由于電流很容易變換成電壓，這種傳感器使用十分方便。

AD590集成溫度傳感器的輸出電流就是整個電路的電源電流，而這個電流與施加在這個電路上的電源電壓幾乎無關。71ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試1．AD590工作原理2第三章家用電器一般通用性能的測試圖是簡化的電流型集成溫度傳感器的原理圖，圖中晶體管T1、T2、T9、T11是最關鍵的元件。管子旁邊標注的數(shù)字是發(fā)射區(qū)的等效個數(shù)。如PNP管Tl和T3的發(fā)射區(qū)面積是T6悉的2倍；NPN管T9的發(fā)射區(qū)面積是T10、T11管的8倍。72ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試圖是簡化的電流型集成溫度傳第三章家用電器一般通用性能的測試T7、T8的工作電流來自二極管接法的晶體管T10。由于T1和T3的等效發(fā)射區(qū)個數(shù)都是2個，且二者的基極連在一起，因此，它們的集電極電流相同，都是I1。T10、T11的特性相同，集電極電流相等，T7與T8的總工作電流亦為I1，因為T8的發(fā)射區(qū)面積為T3管的一半，所以流過T8管的集電極電流(T6管電流)為0.5I1。流過T7管的集電極電流為0.5I1。73ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試T7、T8的工作電流來自二第三章家用電器一般通用性能的測試由上式，注意到Is9=8Is11，可以得到由以上分析可得到，芯片總工作電流I0為(式中）74ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試由上式，注意到Is9=8I第三章家用電器一般通用性能的測試上式表明總電流I0與熱力學溫度T成正比，溫度系數(shù)(靈敏度)為K1,如果取R6=538Ω；K/q=0.0862mV/K，則Kl=lμA/K。即被測溫度的熱力學溫度值等于AD590兩端的電流的微安值。75ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試上式表明總電流I0與熱力學第三章家用電器一般通用性能的測試2．AD590的主誤差及特性

AD590基本上是一個正比于熱力學溫度的電流調整器，輸出電流就等于溫度系數(shù)(靈敏度)乘以傳感器所處介質的溫度。靈敏度已調至Kl=lμA/K

。盡管AD590在-55～150℃范圍內是良好的測溫元件，但也存在著測溫誤差。測溫誤差主要有校準誤差和非線性。76ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試2．AD590的主誤差及第三章家用電器一般通用性能的測試校準誤差是AD590測溫誤差的主要誤差項，這項誤差是系統(tǒng)誤差，可以用標定的方法，用硬件電路或軟件處理的辦法加以消除。非線性也是一個主要誤差源，通過配上調零與調滿度(兩點可調)的電路，可以使上述兩項誤差調至最小。77ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試校準誤差29ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試3．AD590的測溫應用下圖是應用AD590測熱力學溫度的最簡單的例子。如果R=lkΩ，則每lmV對應1K。78ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試3．AD590的測溫應用第三章家用電器一般通用性能的測試

在電冰箱降溫特性出廠試驗中，往往要同時采集上百臺冰箱總共幾百個測溫點的溫度，這時可用下圖所示的多點溫度檢測電路。79ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試在電冰箱降溫特性出廠試驗第三章家用電器一般通用性能的測試AD590接成矩陣方式,使該電路很容易與計算機配合而形成多點自動巡回檢測系統(tǒng)。由于AD590的輸出量是電流,以CMOS模擬開關器件的電阻對測量準確度幾乎沒有影響。由行、列地址選通某個傳感器時，便取得了個溫度數(shù)據(jù),在CPU控制下巡回選通傳感器，便實現(xiàn)了溫度的逐點采集。80ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試AD590接成矩陣第三章家用電器一般通用性能的測試二、溫升測試

在家用電器測試中，溫升有兩方面的含義：一方面是指電熱器具和制冷器具的升溫和降溫特性；另一方面則是指非功能性發(fā)熱的器具及其部件在工作過程中的發(fā)熱情況。前者反映的是器具的使用性能；而后者反映的是器具的安全性能。在這里所討論的溫升是指后者，并且以單相驅動微電機的線圈溫升測試為主要研究對象。電機中的絕緣結構材料有一個使用溫度的限制極限。超過這個使用極限，絕緣材料將加速老化從而使電機使用壽命縮短，嚴重時還可能燒毀電機。為了保證電機正常運行，必須進行溫升試驗，考查電機在額定工作條件下運行時，其繞組的溫度升高變化的情況。81ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試二、溫升測試33ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試(一)溫升試驗中的幾種測溫方法國家標準中規(guī)定的測量電機繞組、鐵心以及其它部位溫度的基本方法有三種。即溫度計法、電阻法和埋置檢溫計法。其中埋置檢溫計法用于大電機測溫，這里不作介紹。

1．溫度計法這是一種最簡便的直接測量溫度的方法。在電機試驗中經(jīng)常使用的溫度計有酒精溫度計、半導體溫度計和非埋置的熱電偶或電阻溫度計。用溫度計法所測得的溫度為被測點的表面溫度，測量時應將溫度計的感溫部分緊貼在被測點的表面。從被測點到感溫元件之間的熱傳導應盡可能良好。主要缺點是作為感溫元件的熱敏電阻，互換性較差。82ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試(一)溫升試驗中的第三章家用電器一般通用性能的測試2．電阻法如前所述，金屬導線的電阻隨著溫度的升高也相應地增加。在一定的溫度范圍內,其電阻值與溫度之間存在一定的函數(shù)關系。應用這原理，可以通過測量繞組的電阻值來確定其溫度，稱為電阻法測溫。用該法測得的結果是整繞組的平均溫度。對于用銅導線做成的電機繞組，當溫度在-50～150℃范圍內，電阻值與溫度之間:R2／R1=235+t2／235+t1

(式中Rl和R2分別代表溫度為tl℃和t2℃時繞組的直流電阻值。)83ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試2．電阻法35ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試在電機未接電源之前，先測量繞組的冷態(tài)直流電阻值R1，并記錄測R1時的室溫tl；當電機運行一段時間后，再測量繞組的熱態(tài)直流電阻R2；最后便可求得繞組運行時的溫度t2。若要求繞組的溫升△t，將t2減去試驗結束時冷卻介質的溫度t0即可，即84ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試在電機未接電源之前，先測量第三章家用電器一般通用性能的測試若要求準確地測定電機的穩(wěn)定溫升，則必須測得繞組的熱態(tài)電阻。其方法有兩種：斷電停機測量帶電測量斷電停機測電阻必須保證從切斷電源到測出電阻之間的時間間隔不超過（國家標準規(guī)定的）20s，否則就需用外推法。85ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試若要求準確地測定電機的穩(wěn)定所謂外推法，是指當電動機運行到穩(wěn)定溫升時，即在30min內機殼表面的溫度變化不大于0.5℃時,將電動機從電源斷開，并迅速將繞組的電阻變化測定下來，將測得的數(shù)據(jù)畫成曲線，并將曲線往后延伸到時間的起始點(電機斷電的那個時刻)。找到電機斷電時刻的繞組電阻值R2，便可算出溫升。86ppt課件所謂外推法，是指當電動機運行到穩(wěn)定溫升時，即在30min內機第三章家用電器一般通用性能的測試(二)電機繞組的帶電測溫帶電測溫的基本方法是將一個較小的直流測試電流疊加于繞組的交流負載電流上，從而實現(xiàn)不中斷運行而測量繞組的電阻。所以帶電測溫又稱疊加法測溫。

如圖為帶電測溫原理電路，當被測電機繞組中串入一個電容C時，繞組回路的阻抗可用下式表示：87ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試(二)電機繞組的帶電測溫第三章家用電器一般通用性能的測試如果XL=XC，則ZX=RX，此時電流達到最大值。電路的諧振角頻率為

只要調整電容C，就可以達到串聯(lián)諧振。在電橋比較臂回路和直流回路中分別串入扼流圈L1和L2(起限流作用)。用檢流計G來測量，加上濾波器Z的目的是消除殘余交流電流對直流檢流計的影響。當電橋處于平衡時，檢流計指零，并有如下關系式：

這樣便在電機工作狀態(tài)下測得了繞組的電阻，從而可以換算出繞組的溫度。88ppt課件第三章家用電器一般通用性能的測試如果XL=XC，則ZX=R第三章家用電器一般通用性能的測試（三）紅外線測溫儀進行非接觸測溫1.紅外測溫儀工作原理一切溫度高于絕對零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布―與它的表面溫度有著十分密切的關系。因此，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫所依據(jù)的客觀基