影響熱電阻響應(yīng)時間的因素

熱電阻插入溫場后，需經(jīng)過一定時間才能與介質(zhì)達到熱平衡，這就是熱電阻的響應(yīng)時間。尤其在帶有一定流速的氣體或液體中，溫度往往是一個動態(tài)變化的過程，當利用熱電阻進行動態(tài)溫度測量時，需尤其關(guān)注熱電阻的動態(tài)響應(yīng)特性。有研究表明，熱電阻的響應(yīng)時間主要與熱電阻本身性質(zhì)、介質(zhì)、流速等有關(guān)，而溫度的階躍變化量對熱電阻的熱響應(yīng)時間影響并不大。在相同使用條件下，同一熱電阻的動態(tài)響應(yīng)特性數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)一致，根據(jù)介質(zhì)的不同，其模型中的參數(shù)會發(fā)生變化。因此，對動態(tài)響應(yīng)有需求的客戶在選型時，需說明測量介質(zhì)及流速等影響因素，通常廠家會給出熱電阻在某種介質(zhì)及流速狀態(tài)下的響應(yīng)數(shù)據(jù)，以供參考。例如，JK型熱電阻在1m/s流速的空氣中，達到90%響應(yīng)的響應(yīng)時間為7s。因此，如想要快速反應(yīng)被測環(huán)境溫度變化，應(yīng)選擇溫度響應(yīng)速度快的熱電阻。

此外，有研究表明：響應(yīng)速度的快慢還與插入深度有關(guān)。因此，熱電阻的安裝也需注意，如果熱電阻安裝不合理，可能使其溫度響應(yīng)時間達到幾分鐘，從而導(dǎo)致測溫錯誤。在用于精密氣流測量時，廠家還會在熱電阻保護套管前端開有氣流孔，通過加工手段讓溫度感應(yīng)端實現(xiàn)更快、更準的測量目的。選型時，需根據(jù)測溫系統(tǒng)的響應(yīng)要求進行選取。

選取熱電阻探針的長度、直徑、形狀、曲直等因素，首先與熱電阻的安裝空間有關(guān)。一般認為，熱電阻安裝后插進被測氣體或液體的深度需大于熱電阻保護管外徑的8～10倍，除保證與被測溫場的充分接觸外，還可以盡量讓熱電阻在長度方向熱脹變形。插入深度不足是目前實際工作現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的，是造成測溫不準的最常見原因之一。

探頭直徑的選取除與空間有關(guān)外，還與探頭受力情況及對溫度變化的響應(yīng)要求有關(guān)。在帶有一定流速的流體中，探針會受到一定的側(cè)向力，探頭直徑需保證其在長期受力情況下不發(fā)生折損。但是越細的探頭靈敏度越高，在對響應(yīng)速度有要求的測溫環(huán)境中，探針直徑越小越好。因此，選型中需綜合考慮這兩方面因素。此外，探針的形狀設(shè)計有時也與這兩個因素相關(guān)，如外殼設(shè)計為階梯形或錐形，這種在探針尖端將直徑減小的操作就是為了在滿足整體強度要求的情況下，實現(xiàn)快速響應(yīng)。

在彎曲的安裝空間中，目前很多制造商都直接生產(chǎn)有90°彎曲的貨架產(chǎn)品，有些制造商還生產(chǎn)有可彎曲探頭的熱電阻探針，但其對可彎曲的長度范圍、角度以及彎曲的最小半徑均有限制，使用者應(yīng)按要求進行使用。切勿對不可彎折的探針生掰硬扭，否則極易造成熱電阻外保護殼斷裂，失去保護功能。

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