NTC热敏电阻

负温度系数热敏电阻“温控浴”测试系统

发布时间:2019-02-17    文章来源:敏创原创    点击次数:

“热端口”型浴槽专为精密热敏电阻校准而设计,因为它们具有高稳定性和均匀性,
通常低于±0.005ºC。一些Hart浴槽的稳定性规格小于±0.0008ºC。

热敏电阻测试系统通常包括温控浴(见图),温度校准标准和测量电阻的仪器。必须首先评估每个以确定其在整个系统中的适合度。

温控浴
评估温控浴槽(通常是系统中成本最高的设备)可能是最耗时的步骤之一。如果没有必要的仪器或测试能力来验证浴槽的性能是否符合制造商的规格,则可能难以确定浴槽是否满足应用要求。
 
在可能的情况下,要求展示浴室的能力,研究制造商的质量和服务声誉,并在购买前询问参考资料。对于大多数测试系统,大多数制造商列出的浴温设定点规格的准确度不如温度的设定点分辨率重要,因为单独的温度标准将用作设定和监测浴温的参考。更相关的是温度稳定性和均匀性规格。稳定性/均匀性规格与不确定性之间的关系很简单:浴温的稳定性和均匀性越大,整个系统的估计扩展不确定性越好。
 
稳定性/均匀性规范源于许多因素,包括设计,预期用途和价格。低成本浴槽的典型规格为±0.5ºC(1000美元至1500美元); 中价浴缸±0.05ºC(2000美元 - 4000美元); 和±0.005ºC或更高的高端校准实验室浴室(5000美元 - 8000美元)。
 
根据测试温度范围,浴槽可能需要加热或冷却或两者兼而有之。具有加热和冷却功能的浴槽通常用于-20ºC至120ºC范围内的热敏电阻。仅具有加热功能的浴槽通常指定的工作温度范围为高于环境温度10ºC至150ºC。可以处理更宽温度范围(例如,-80ºC至110ºC,40ºC-300ºC)和极低温度(低至-100ºC)的浴槽,但可能会花费更多。
 
良好的浴槽设计包括物理/机械功能和电子温度控制的适当组合。正确类型的加热器和制冷将平衡加热和冷却系统,最大限度地减少温度梯度。必须剧烈搅拌浴液以促进均匀的温度,而不会在流体中形成气泡或漩涡。包括温度传感器在内的温度控制系统必须具有足够的响应性,以长时间保持温度均匀性和稳定性。由于热敏电阻具有高灵敏度和对温度变化的快速响应,因此基于热敏电阻的温度控制器通常可为需要出色温度均匀性和稳定性的浴槽提供最佳结果。
 
其他要考虑的功能是浴液体积和深度以及浴液的类型。浴缸体积取决于待测传感器的尺寸。一般规则是使浴液的体积或质量至少为待测装置质量的1000倍。大多数商用浴室的容量范围为4至8升(约1至2加仑),典型热敏电阻的质量为2000-4000倍。适当的镀液深度允许传感器充分浸入,而不会太靠近可能存在温度梯度的浴槽底部或侧壁。上述浴槽的深度通常为15-25厘米(约6英寸至10英寸),足以测试大多数热敏电阻。
 
浴液的选择取决于浴槽制造商推荐的规格,传感器的配置以及测试的温度范围。最常见的沐浴液是油和水。各种高介电流体可用于低于0ºC和高于100ºC的温度,在这些地方使用水是不可行的。在操作温度范围内,流体应具有合适的粘度,以允许适当的搅拌作用。一些浴室制造商建议流体粘度为</ - 10 cSt; 其他人可以容纳高达50 cSt。
 
将流体与浴槽的工作温度范围相匹配非常重要。例如,冷浴中的高温流体会使流体过于粘稠,导致搅拌不良甚至损坏搅拌机构。相反,使用温度高于其闪点的流体是危险的。

实验室认可计划发布的指南要求校准浴的稳定性和均匀性比校准传感器规定的不确定度好10倍。例如,如果您正在测试规格为±0.1ºF的热敏电阻,您的浴槽必须稳定均匀至±0.01ºF(±0.005ºC)


传统校准槽中使用的独立加热和冷却装置往往会产生必须解决的热噪声。
 
要实现小数点后三位的控制稳定性,需要额外的设计措施,以尽量减少浴槽中的热噪声。传统的浴槽设计使用浸入浴液中的独立加热和冷却装置。因此,热量在两个不同的位置进入和离开浴槽。

在其校准槽的设计中率先使用了“热端口”。冷却盘管和加热器夹在浴缸不锈钢罐的外面。罐底成为热口,大部分热量通过一个位置进入和离开浴槽。单个热端口还简化了均匀性控制。
使用单独的加热和冷却装置,浴液明两个地方的温度不同。单热端口设计消除了解决此问题的需要



单热端口设计可提高浴液温度的均匀性。
 
将浴液与循环泵而不是搅拌器混合的浴通常不是为精确的温度校准而设计的。这种浴具有浸没在罐中的管状入口和出口。浴槽中的流动模式允许死区或流体袋与其余浴槽不均匀。适当设计的搅拌器将获得类似于浴的稳定性规格的均匀性规格。由于许多温度浴设计用于校准以外的应用,因此相关的稳定性和均匀性规格可能无法在销售文献中清楚地公布。例如,对于一些广告稳定性为±0.02ºC的浴槽,通常可提供0.05ºC甚至0.1ºC的均匀性。



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