電熱合金電阻隨溫度變化試驗(yàn)全程目擊

電熱合金電阻隨溫度的變化是一個重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，它涉及到材料的選擇，在設(shè)計(jì)電熱元件時(shí)必須考慮這一參數(shù)。本試驗(yàn)方法用于分析制造過程對電阻變化的影響，以達(dá)到產(chǎn)品性能的目的。

一、試驗(yàn)條件

1、用于加熱試樣的加熱爐，其構(gòu)造能保證在工作范圍內(nèi)的各要求點(diǎn)試樣和熱電偶保持均勻穩(wěn)定的溫度，并能從室溫到要求溫度的范圍內(nèi)對其有效控制，對試樣和熱電偶應(yīng)做好防護(hù)措施，以防止從加熱爐的熱區(qū)向冷區(qū)直接傳熱。

2、當(dāng)試樣的電阻低于1OQ時(shí)，使用開爾文電橋、電位差計(jì)、數(shù)字式歐姆安培計(jì)或其他儀器測量電阻；當(dāng)試樣的電阻大于10Q時(shí)，可以用惠斯登電橋測量電阻。試樣電阻的測量度為0．1，測量電流應(yīng)該小到使試樣電阻的變化量不大于0.1?？梢酝ㄟ^實(shí)驗(yàn)方法測量或通過試樣表面的功率損耗計(jì)算這一電流條件。

二、試驗(yàn)過程

1、試驗(yàn)用試樣應(yīng)該從制造過程剩余的材料中預(yù)備，并做成適合在電加熱爐中測量電阻的形狀。當(dāng)用開爾文電橋、電位差計(jì)、數(shù)字式電流表或其他儀器測量電阻時(shí)，電流導(dǎo)線應(yīng)該焊接到試樣的末端，這樣在測試過程中通過試樣的電流分布就不會發(fā)生變化。電壓導(dǎo)線也應(yīng)該焊接到試樣的末端，電壓導(dǎo)線與電流導(dǎo)線之間的距離不小于位于兩根電壓導(dǎo)線之間試樣長度的十分之一。

2、當(dāng)用惠斯登電橋測量電阻時(shí)，只需用電流導(dǎo)線，這時(shí)導(dǎo)線電阻不能超過試樣電阻的1，并且導(dǎo)線要用與試驗(yàn)試樣同樣的合金制成。用上面兩種方法測量電阻時(shí)，導(dǎo)線的長度不小于加熱爐的加熱區(qū)長度并且至少是自身橫向尺寸的50倍，這樣就能避免熱量傳導(dǎo)到加熱爐的較冷部位從而對測試試樣的溫度引起干擾。

3、為了保證試驗(yàn)試樣放置區(qū)域溫度的均勻性，選用一只典型的試樣和熱電偶安放在電加熱爐的加熱區(qū)的中心部位，然后將加熱爐加熱到測試溫度并保持該溫度直到達(dá)到平衡狀態(tài)，接著將該典型試樣在加熱爐中沿著溫度梯度方向移動一段距離，該距離的長度應(yīng)與安放在該加熱爐中試樣和熱電偶的尺寸相同。該典型試樣移到這一位置的溫度與其在正常位置的溫度差異不能超過10℃。

4、試驗(yàn)過程的測量電流不宜太大，試樣達(dá)到某一溫度(對于Ni—Cr合金，400℃是適宜溫度)時(shí)，電阻隨溫度變化產(chǎn)生相對大而均勻的變化。施加某初始測量電流并保持到試樣電阻變得穩(wěn)定，然后將電流增大40％并保持該值直到電阻再次變得穩(wěn)定。如果前后兩次電阻的差值大于被測值的0．1％，則表示初始電流太大，應(yīng)該降低直到上述差值小于0．1％，則該初始電流合適。選為測量電流。

5、當(dāng)試樣有效的自由表面功率損耗小于0.01W／cm時(shí)可以忽略測量電流對電阻測量的影響。將試樣卷繞成線圈，線圈的螺距應(yīng)大于試樣截面橫向尺寸的5倍，其有效自由表面與直線型試樣相同，為兩個電壓端之間試樣的全部表面積。而當(dāng)出于節(jié)省加熱爐空間的目的將試樣盤繞成螺旋形或向后向前彎曲時(shí)，相鄰圈的間隔應(yīng)小于試樣截面橫向尺寸的5倍，其有效自由表面積為試樣彎曲或盤繞后形成的圓柱體或柱體的外表面積。

6、將試驗(yàn)試樣放在加熱爐中，把加熱爐的溫度加熱到該合金試樣指定試驗(yàn)溫度的值，保持這一溫度值直到試樣的電阻趨于穩(wěn)定(除非由于氧化造成相對慢的變化)，然后將加熱爐溫度降至室溫。每隔大約100℃，在溫度和電阻達(dá)到穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行一次測量，記錄再次的測量值，再次測量值定義為用正反電流通過試樣后電阻的平均值。這樣做對于消除熱電勢的影響是很有必要的。

7、用經(jīng)標(biāo)定的熱電偶和電位差計(jì)測量溫度，測量度為溫度誤差不超過10℃。

三、數(shù)據(jù)處理

1、用最終的室溫電阻值作為基數(shù)值繪制電阻隨溫度緩慢變化的曲線(UP溫度一電阻曲線)，注意曲線圖上兩個連續(xù)讀數(shù)之間的相對位置。通過分析該曲線得到電阻隨溫度降低的規(guī)律，從而正確定義試驗(yàn)材料的溫度一電阻特性。

四、幾點(diǎn)說明

1、電阻隨溫度變化的再現(xiàn)性主要取決于溫度的均勻性，其次取決于降溫的速率。對N i—C r合金而言，溫度降低越快，電阻變化越小。

2、若發(fā)現(xiàn)曲線上有不光滑點(diǎn)，應(yīng)將試樣再次在懷疑的區(qū)域內(nèi)以大約25℃的溫度間隔測量溫度和電阻讀數(shù)。

3、本試驗(yàn)方法的度為±2。

4、試驗(yàn)偏差無法確定，理由如5.1所述。