汽車行業(yè)解決方案
Automotive Solutionsx
汽車行業(yè)解決方案
Automotive Solutions以往的紅外溫度傳感器在測量圓線與扁線的電阻時的很難進行溫度補償。 使用紅外溫度傳感器,測試了在測量扁平漆包線的電阻時是否可以進行溫度補償。
用途?目標
■ 使用圓線或扁平漆包線的線圈、電機的繞組電阻測量
■ 研究開發(fā)?生產現場測試
市場背景
電動汽車(EV)和電力電子設備對使用時,動力總成結合部位的電阻測量的要求不斷提高。如果在工作時流過大電流的馬達、繞組和母排等的動力總成零部件存在焊接不良和接觸不良,則不良部位的電阻會變大導致發(fā)熱。發(fā)熱可能會導致破壞絕緣物和引起火災。因此動力總成零部件需要更高精度的電阻測量。
問題
電阻值根據被測物(DUT)的溫度變化而變化。電阻計搭載了溫度傳感器所用的端子,具有根據測量的電阻值和溫度換算為基準溫度的電阻值的功能(溫度補償功能)。此溫度補償功能可實現不受溫度變化影響的情況下來測量電阻。對于和工廠內等環(huán)境溫度一致的DUT時, 設置室內溫度=DUT溫度來使用溫度補償功能。如果DUT的溫度和室內溫度有差異,或者溫度因DUT而異時,通過使用紅外溫度傳感器的非接觸式溫度測量進行溫度補償,實施自動檢查。但是,若DUT是有光澤的低放射率物質的話,則紅外溫度傳感器無法準確測量溫度。另外,從上一工序開始不預留時間直接測試繞組電阻的定子生產線的情況下,每個DUT的溫度都不同。電阻測量時根據DUT的實際溫度進行溫度補償是多年以來的難題。
解決方法
放射率因物體的表面狀態(tài)和形狀而異。因此,與其采用由物理常數規(guī)定的放射率,不如與接觸式溫度傳感器的溫度值相比來決定放射率有時更好。基恩士(KEYENCE)公司的FT系列數字紅外溫度傳感器具有將接觸式溫度傳感器的溫度值作為校正值輸入放大器,并以此來決定放射率的功能。
【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)
?使用不受熱源干擾的,可以測量熱電偶溫度的數據采集儀。(根據數據采集儀的不同,溫度值會因干擾影響而出現波動)
?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(wěn)定狀態(tài)的值。(因為溫度測量位置不同,所以被測物必須處于均勻的溫度狀態(tài))
【測量方法】
?DUT選用扁平漆包線。
· 在DUT上粘貼T型熱電偶,在其附近安裝數字紅外溫度傳感器(FT-H20)。
?將傳感器輸出的4-20mA通過250Q電阻轉換為1-5V。
?在電阻計RM3545中輸入1-5V。
?T型熱電偶連接到數據采集儀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)。
?將試驗箱設置為45C、50%RH后運行。溫度穩(wěn)定后,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。
?在改變試驗箱溫度的同時,用Sequence Maker*編寫的程序同時讀取兩個溫度值。
* “Sequence Maker”是合并控制測量儀器的Excel插件。對應USB、RS-232C、LAN、GP-IB 這類通訊接口。另外也適用于測量儀器的串口通訊驅動的VISA軟件。可以自動搜索到連接PC端的測量儀器,建立通訊,只需按照想要控制的順序將控制命令記載在Excel上,就可以進行想要的控制。
實測數據
以T型熱電偶為基準的Δ t(紅外溫度傳感器溫度減去熱偶溫度的值)的圖表如 圖5 所示。
?35℃以上的情況下,Δ t 在 ±0.5℃以內。
?30℃以下誤差很大,考慮是因為來自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。
實測數據(溫度補償功能)
?在23°C時,使用紅外溫度傳感器對85.2mΩ的基準值的線圈進行溫度補償,并使用電阻計RM3545進行了測量。
?當線圈溫度約為44.5C時,換算成23℃的電阻為85.2515 mΩ(圖6)。
?若不進行溫度補償,則電阻為92.4527mΩ(圖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。
使用儀器