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嘉峪檢測網 2024-12-26 08:26
一、管狀電熱元件的設計要與整機的需求相匹配
我們知道，管狀電熱元件是電飯鍋、電水壺、電烤箱、電熱水器、電暖器等家用電器產品的常用加熱元件，因此，管狀電熱元件的設計要考慮滿足整機產品的使用需求。
工作溫度是管狀電熱元件的重要參數之一，其設計的工作溫度，以及額定電壓、額定功率、形狀、尺寸等，都要滿足整機產品的設計需要，以確保整機產品有更好的用戶體驗。
二、基礎數據的檢測
對于給定的一個管狀電熱元件及其所將安裝的整機，我們可以先檢測一些基礎數據。
1、使用萬用表檢測管狀電熱元件的冷態電阻Rc
檢測冷態電阻時注意萬用表的精度等級不宜低于1級，直流電阻的量程應與被測阻值相適應，即在被測量值應在量程的2/3~滿量程范圍。
2、記錄測量Rc時的環境溫度
如環境溫度可控，應盡可能使環境溫度保持在20℃。20℃時的冷態電阻記為R20。
3、使用電參數測量儀檢測整機產品中元件的輸入功率PT
讀取輸入功率數據時應注意，產品應在正常工作狀態。即產品應施加額定電壓，并在正常使用條件下的穩定工作狀態。
必要時，也可以使管狀電熱元件在模擬條件下工作，即通過采取一些措施，使元件發熱表面的平均溫度與工作溫度基本相符的工作條件下工作。
三、計算元件在工作溫度下的電阻RT
在額定輸入電壓UN和輸入功率PT已知情況下，運用歐姆定律可以求得計算元件在工作溫度下的電阻RT，有：
RT=UN2/PT ························（1）
四、計算元件在工作溫度下的電阻溫度因數kT
元件在工作溫度下的電阻溫度因數kT可通過下式計算：
kT =RT/R20 ························（2）
五、推算工作溫度T
在元件使用的高電阻合金材料已知的情況下，通過查GB/T 1234-2012《高電阻電熱合金》中的《高電阻電熱合金電阻溫度因素（修正系數）》表，可以推算工作溫度T。
由于該表僅給出了每100℃間隔的電阻溫度因素，必要時，可通過插值法推算工作溫度。
（摘自GB/T 1234-2012《高電阻電熱合金》）
六、示例
在此仍以《這家管狀電熱元件生產廠的產品設計有問題嗎？》一文中的220V~ 350W規格案例為例，具體推算一下元件的工作溫度。
在此以3個樣品中的實測功率中間值342.4W為元件的輸入功率PT，按式（1）計算，可得：
RT=UN2/PT
=2202/342.4
≈141.36（Ω）
以工廠設計的“中間值”138.2Ω作為元件在20℃時的冷態電阻R20，按式（2）計算，可得：
kT=RT/R20
=141.36/138.2
≈1.023
已知工廠元件的發熱絲合金牌號為0Cr25Al5，查《高電阻電熱合金電阻溫度因素（修正系數）》表可知元件的工作溫度約為500℃。
七、優化設計
1、元件冷態電阻中心值的確定
以上例中的220V 350W為例，工作溫度下額定功率對應的元件的熱態電阻RN400可由歐姆定律計算而得：
RN400=2202/350
≈138.3（Ω）
查《高電阻電熱合金電阻溫度因素（修正系數）》表可得工作溫度500℃時0Cr25Al5合金的電阻溫度因素K400為1.021。
對應的20℃時的冷態電阻RN20則為：
RN20=RN400/K400
=138.3/1.021
≈135.5（Ω）
鑒于案例中工廠元件冷態電阻的過程能力較好，135.5Ω這一數值應可以考慮作為生產過程中的目標值。
2、元件冷態電阻上下限值的確定
由于元件冷態電阻的過程能力較好，可以考慮以±4%計算元件冷態電阻的上下限值，
即，上限值RU有：
RU=1.04RN20
≈140.9（Ω）
下限值RL有：
RL=0.96RN20
≈130.1（Ω）。
來源：世界認證地圖
