測量電子溫度計的響應(yīng)時間

之使用響應(yīng)時間短的電子溫度計，背后有許多原因：如提高效率、更有效地利用過程的工作范圍，以及避免過程介質(zhì)的熱過載。但是，如何測量響應(yīng)時間？測量響應(yīng)時間的規(guī)范基礎(chǔ)又是什么？測量響應(yīng)時間需要考慮哪些因素？

具有特殊設(shè)計的溫度計可以確保測量溫度不會“滯后于”實際的過程溫度。例如，在右圖中，藍線對應(yīng)的是過程溫度，紅線表示由電子溫度計傳輸?shù)臏囟茸x數(shù)。

在“快速”熱電阻溫度計或熱電偶中，優(yōu)化設(shè)計是獲得快速響應(yīng)時間的關(guān)鍵因素。同樣重要的一點是，要盡可能減少始終存在的散熱。

01確定響應(yīng)時間

這便引出了一系列問題：如何測量電子溫度計的響應(yīng)時間，以及在怎樣的規(guī)范基礎(chǔ)上進行測量？

若干標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則構(gòu)成測量基礎(chǔ)：

• VDI/VDE 3522 表1：接觸式溫度計的動態(tài)特性——原理和滿量程輸出

• VDI/VDE 3522 表2:接觸式溫度計的動態(tài)特性——時間百分比值的實驗測定

• IEC 60751：工業(yè)鉑電阻溫度計和鉑溫度傳感器（熱響應(yīng)時間的定義——測量參數(shù)規(guī)范）

另外，在以北美為主的一些地區(qū)，構(gòu)成測量基礎(chǔ)及方法的是以下兩項：ASTM E644-11“測試工業(yè)電阻溫度計的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法”和ASTM E839-11“鎧裝熱電偶及其電纜的標(biāo)準(zhǔn)測量方法”。

02水中測量與空氣中測量的一般差異

從原理上來說，在空氣中測量響應(yīng)時間與在水中測量響應(yīng)時間相似。這里都產(chǎn)生了溫度的階躍變化（從T1 到 T2），并且測量了時間延遲。然而，空氣中的物理框架條件不同于水——例如空氣對金屬的傳熱熱阻，或空氣的比熱容。因此，使用相同的溫度計分別測量空氣和液體中的響應(yīng)時間，前者更長。

重要的閾值是溫度百分比值50% （t0.5）、 63%（t0.63）和90%（t0.9）。這些值表示測試項目分別調(diào)整到水溫或空氣溫度的50%，63%或90%的時間。但是，加熱到100%的時間未能確定。由于散熱效果的存在，這在現(xiàn)實中永遠(yuǎn)無法實現(xiàn)。

均勻?qū)恿魉?/span>水中響應(yīng)時間的測量：

利用泵使恒溫水形成均勻?qū)恿?。測試項目的感溫部分通過可移動裝置（溫度階躍變化）迅速從環(huán)境溫度區(qū)（T1）移動到水溫區(qū)（T2）。

躍遷響應(yīng)的圖形表示確定被測對象達到（已知）水溫之前的時間延遲（響應(yīng)時間）并記錄下來（躍遷響應(yīng)）。

測量介質(zhì)的參數(shù)，水（IEC 60751）：

• 流速vmin：0.3 m/s ± 0.1 m/s

• 溫度的階躍變化范圍：10 … 30 K

03測量空氣中的響應(yīng)時間

用于測量空氣中響應(yīng)時間的裝置利用鼓風(fēng)機將恒溫（T1）空氣形成均勻（層流）的氣流。被測對象安裝在氣流內(nèi)的夾具中。最終，電加熱格柵突然為氣流產(chǎn)生了更高的溫度（T2）。

測量介質(zhì)的參數(shù)，空氣（IEC 60751）：

• 流速vmin：3 m/s ± 0.3 m/s

• 溫度的階躍變化范圍：10 … 30 K