L'importanza e i metodi di test di aumento della temperatura nei dispositivi elettronici ed elettrici

L'aumento di temperatura si riferisce all'aumento di temperatura di vari componenti di dispositivi elettronici ed elettrici rispetto alla temperatura ambiente. Quando un conduttore è sotto tensione, la sua temperatura superficiale aumenta nel tempo a causa dell'effetto termico della corrente, fino a raggiungere uno stato stabile. L'aumento di temperatura nominale di un motore è l'aumento di temperatura massimo consentito dell'avvolgimento a una temperatura ambiente specificata (solitamente 40°C), che dipende dalla classe di isolamento dell'avvolgimento.

La valutazione dell'aumento di temperatura non riflette solo le condizioni di dissipazione del calore del motore, ma aiuta anche a valutare se la sua gestione termica funziona correttamente. Per verificare la durata e la stabilità dei prodotti elettronici, i test di aumento di temperatura vengono comunemente condotti su componenti critici (come i chip IC) facendo funzionare il dispositivo a temperature superiori alla sua temperatura di funzionamento nominale (ad esempio, 25 °C) fino a una temperatura specificata (ad esempio, 70 °C), registrando l'aumento di temperatura rispetto all'ambiente e convalidando così la progettazione.

1. Significato del test di aumento della temperatura
Test di aumento della temperatura è una procedura standard nei test di tipo di prodotto elettrico, utilizzata principalmente per valutare le variazioni di temperatura dei prodotti elettrici e dei loro componenti per garantire la conformità agli standard di sicurezza. Con il rapido sviluppo della tecnologia dei prodotti elettrici, i test di aumento della temperatura sono diventati cruciali nella valutazione della sicurezza di dispositivi e componenti. Il funzionamento prolungato ad alte temperature può degradare le prestazioni del materiale isolante, potenzialmente causando scosse elettriche, ustioni o incendi. Pertanto, i test di aumento della temperatura sono una misura fondamentale per prevenire questi rischi per la sicurezza.

2. Metodi di test di aumento della temperatura

I metodi di prova dell'aumento della temperatura sono generalmente classificati in misurazioni a contatto e senza contatto:

NMetodi di misurazione a contatto

I metodi senza contatto misurano la temperatura della superficie dell'oggetto in prova e solitamente richiedono una correzione dell'emissività della superficie per ottenere temperature accurate. Tuttavia, questi metodi sono limitati da fattori quali la distanza tra l'oggetto e lo strumento e la presenza di vapore acqueo, fumo, polvere, ecc. nel percorso di radiazione, che possono ridurre l'accuratezza della misurazione. Le comuni tecniche di misurazione della temperatura senza contatto includono:

• Misurazione della temperatura spettrale: determina la temperatura misurando lo spettro della radiazione emessa dalla superficie dell'oggetto.
• Interferometria olografica: utilizza fenomeni di interferenza per misurare le variazioni di temperatura.
• Misurazione della temperatura tricolore basata su CCD: utilizza una telecamera CCD per catturare informazioni tricolori per calcolare la temperatura.

Metodi di misurazione del contatto

I metodi di contatto implicano un'interazione diretta con l'oggetto in fase di test e offrono maggiore accuratezza e affidabilità. Gli elementi chiave della misurazione della temperatura includono:

• Termocoppie: basandosi sull'effetto Seebeck, le termocoppie misurano la temperatura tramite la tensione generata dalla differenza di temperatura tra due materiali diversi nella loro giunzione.
• Rilevatori di temperatura a resistenza (RTD): misurano la temperatura basandosi sulla variazione della resistenza elettrica con la temperatura.
I metodi di misurazione a contatto sono ampiamente utilizzati perché consentono di misurare direttamente la temperatura effettiva dell'oggetto.

WS- 1_Tester di aumento della temperatura

3. Implementazione del test di aumento della temperatura

Preparazione prima del test

• Calibrazione delle apparecchiature: tutte le apparecchiature di prova devono essere calibrate annualmente. Gli adesivi di calibrazione devono essere applicati agli strumenti, indicando la data e il ciclo dell'ultima calibrazione.
• Ispezione del campione: verificare l'integrità del campione, assicurandosi che i componenti, gli accessori e gli attacchi siano completi.
• Condizioni ambientali: posizionare il campione in un ambiente con 23°C ±2°C e 50%-90% di umidità relativa per 10 ore per consentire alla temperatura superficiale di equilibrarsi con la temperatura ambiente prima del test.

Test e registrazione

• Raggiungimento dell'equilibrio termico: il dispositivo o i suoi componenti devono funzionare in condizioni di carico normali fino al raggiungimento dell'equilibrio termico e devono essere registrati i dati sulla temperatura in vari punti.
• Registrazione dei dati: registrare l'aumento della temperatura, la tensione, la corrente, la potenza in ingresso, la tensione in uscita, la corrente in uscita e la potenza in uscita del prodotto testato.
• Stabilità della temperatura ambientale: monitorare la stabilità della curva della temperatura ambiente, assicurandosi che le fluttuazioni siano entro limiti accettabili.
• Stato operativo del dispositivo: se si verificano anomalie (ad esempio rumore, scintille, vibrazioni, protezione termica, ecc.), salvare immediatamente i dati esistenti, interrompere il test, analizzare la causa e risolvere il problema.
• Analisi della curva: esaminare i cambiamenti della curva di temperatura in ogni punto di prova. Se vengono rilevate anomalie, salvare i dati e analizzarne la causa.
• Gestione dell'ambiente di test: ridurre al minimo l'attività del personale durante i test, evitando in particolare movimenti rapidi per evitare di influenzare la temperatura ambiente e l'accuratezza dei risultati dei test.

Attraverso rigoroso test di aumento della temperatura, la sicurezza e la stabilità dei prodotti elettrici nell'uso effettivo possono essere garantite in modo efficace, prevenendo potenziali rischi causati da un aumento eccessivo della temperatura.