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WRNM表面热电偶测量的误差分析
点击次数:224 发布时间:2019-01-14
  随着性能的提高,电子功率密度上升,其温度成为需要密切关注的参数。由于材料组成、结构复杂,温度分布不均,电子设备的温度、流速和传热的测量成为挑战。仿真和测试是常用的两种手段,测试结果往往被用作评判仿真精度的标准,那么如何评判测量的精度呢?本文重点关注WRNM表面热电偶测温的误差分析。
  热流为何是个麻烦?
  就像电气领域中电压和电流的测量,温度和热流测量时也面临同样的问题。只有理解了温度传感器本身及其周围的热流分布,才能进行的温度测量。反之,热流的精密测量也同样依赖温度获取。
  安装误差的理论分析?
  WRNM表面热电偶是常用的温度传感器。使用WRNM表面热电偶测量温度的过程是这样的:WRNM表面热电偶与被测表面接触后,热流从被测物流入WRNM表面热电偶,经过一段时间后,传热过程达到稳态。稳定的时间、终的温度分布取决于被测表面及WRNM表面热电偶材料的物性参数、安装方式及流过WRNM表面热电偶引线的热流散失大小。由于WRNM表面热电偶感应点与被测物之间存在热阻,在热流流过的情况下,被测物与感应电之间必然存在温差,这个温差称之为“WRNM表面热电偶安装误差”。
  这个误差与被测物与WRNM表面热电偶之间的接触热阻、WRNM表面热电偶引线向外散失的热量等相关。即使使用校准的WRNM表面热电偶,也无法消除上述误差。为了评估上述误差的大小需要定量分析上述传热过程。
  接触式温度测量的模型如图1所示,已经有文献对该模型进行了理论分析,得到了分析解,当L>10*r时,其中,△T为被侧面与环境温度的差值。
  X为无量纲距离,x/r;
  Bi=hconv.r/kw,kw为WRNM表面热电偶线的导热系数,r为半径(如图),hconv为WRNM表面热电偶线与环境的对流换热系数。
  K是导热系数比,kw/ks。ks为被测面导热系数。
  B=hc.r/ks。hc为接触换热系数。
  Ttc为WRNM表面热电偶测出的温差。(此值加上环境温度就是WRNM表面热电偶读数)。
 
 
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