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观点 / Champion 这是瓦特产品设计公众号的第 75 篇原创内容 今天聊聊热设计的验证方法。 · 温度测试 测试环境： 常温测试－进行设计参数测试，设计方案优化，忽略空气物性随温度的变化。 高温测试－用于产品质量鉴定，在环境实验箱中进行。 要求：实验箱体积/实验样品体积>5； 样品的任何一表面与箱壁间距大于20cm； 如果采用强迫空气循环，风速小于0.5m/s。 温度测试的项目： 设备内部环境温度； 机箱表面温升（自然对流换热时测量）； 关键元器件和发热元器件的表面温升； 散热器和冷板的热点温升； 冷却空气入口温度与出口温升。 测点的布置方法（一）： 环境温度的测点布置： 自冷: 设备外部环境温度的测试点应布设在距各主要表面80mm处。高度大于800mm的设备，在侧面高度方向上应均匀布置2点以上的测点。 强迫风冷（使用风扇）：外部环境温度可在距离空气入口80~200mm的地方测量一点或多点即可。 机箱表面的测点布置：机箱表面温度测点应布置在机箱各表面几何中心，如果机柜高度大于800mm，则在侧面高度方向上应均匀布置2点以上的测点。使用强迫风冷散热的机柜可以不必测量表面温度。 设备风道的进、出口处的测点布置要求： 冷却空气入口、出口温度的测点，应尽量在入口、出口处与风速方向垂直的截面内布置若干个测点，各取平均值。如果时间和热电偶充足，最好在设备内部气流的主通道上（各插框单板间，插框与插框间），沿空气流动方向均布若干个测点。 测点的布置方法（二）： 元器件表面温度的测点布置方法： 测点布置的原则：将测点布置在元器件温度最高或较高的热点上，这些点通常在距离元件内部发热点最近或散热条件最差的地方。 扁平封装的集成芯片：发热平面的几何中心。 半导体功率晶体管管壳温度：布置在管座距管芯最近的热点位置上。一般来 说，不导热紧固件与元件表面接触的缝隙是难以散热的位置；元件表面印字 的位置距离管芯发热点较近。 功率电阻器：垂直放置的，应布置在垂直高度的2/3处； 水平放置的，布置在中间位置。 电容元件表面温度： 金膜电容－引脚与电容体连接的部位是温度较高的位置。 电解电容－最好能将顶部塑料壳割开，测试铝壳的温度。 测点的布置方法（三）： 电磁元件表面温度：布置在距离散热通道最远的地方，而且应该分别测试磁芯和线包的温度，以分别得出铜损和铁损的参考值。有可能的话，将测点布置在线包的最内层和磁芯的内部，如果以上测点实现起来较困难，则可以在表面散热条件最差的位置布置测点，测得结果需要再加上10℃的经验值。 对于温度临界或对温度敏感的元器件表面温度：一般应在元器件表面热点附近布置两个测点，其值应取大者；如果需要测试布置在散热器上的温度继电器的动作温度，一般选择散热器距离温度继电器最近的位置布置两个以上测点，取最大值。 散热器：布置在散热器基板上对应于元器件发热中心的位置，不能布置在翅片上。 测试仪器： 温度测量仪器包括热电偶、玻璃温度计、示温漆和示温蜡、电阻温度计、热敏电阻、光学温度计、红外扫描系统等。 与热电偶配套的检测仪表：热电偶的温度检测通常采用多路采集器。测试精 度为±0.1℃。 玻璃温度计：玻璃液体温度计通常用来测量流体温度和校准其它的测温仪器 如热电偶等。玻璃温度计的精度可以达到±0.01℃。 示温漆与示温蜡：示温漆是一种随温度变化而变化的漆，漆的颜色变化达四 种之多，不同的颜色代表不同的温度。示温漆还可以用于显示某个区域的温度场 及热流模式。示温蜡是在特定的温度下熔化的蜡状物质，从而显示出温度。示温 漆与示温蜡的精度较差，一般在±5℃(±9℉) 电阻温度计：电阻温度计与热电偶的原理及用途相似，两者均因辐射影 响而产生误差。其精度为±0.1℃。 热敏电阻：热敏电阻遵循电阻测温学的原理，由于它的温度系数很大，所以灵 敏度高得多，其缺点是容易老化，需进行定期校准，其测试精度为±0.1℃。 光学温度计、红外扫描系统等：光学温度计、红外扫描系统均通过测量一 个热源的红外辐射而得到温度。其测试精度最高可以达到±0.3℃。由于测量时 必须准确知道被测表面的发射率且要求被测表面必须可见，限制了它们的使用。 热电偶： 热电偶的选择：热电偶的种类较多，就通信设备来讲，由于我们设备的温度一般低于200℃以下，在该范围内铜-康铜或镍铬-康铜热电偶具有较高的精度，为K型热电偶， 其分度值应符合GB2903和GB 4993的规定。热电偶的测试精度为±0.1℃。 热电偶的焊接方法：通常采用熔焊的方法把铜-康铜或镍铬-康铜焊接在一起，不允许采用把铜-康铜粘接在一起的方法。 热电偶的粘接方法及减小测量误差的措施：热电偶采用导热胶粘接粘贴在被测表面，为了保证测试结果的精度，热电偶探头固定在测温表面上时，必须将一段热电偶导线沿测温表面的等温线布置，这样可以消除热电偶导线本身导热而导致的测量误差。导线长度应大于10mm。 热电偶探头固定在测温表面上时，最好是将感温端焊成一个焊球与被测表面点接触，在工作中如果做不到的话，也可以将一段热电偶导线沿测温表面的等温线布置，这样便于热电偶的固定，而且热电偶本身导热带来的测试误差也比较小。粘贴胶为乐泰胶水LOCTITE416（编码XA210009）和乐泰催化剂LOCTITE7452（编码XA210008）。 粘贴方法：手握热电偶感温端的导线，将感温端置于被测面上，并保证热电偶感温端与被测表面的紧密接触；另一手将少量乐泰胶滴在感温端上，然后尽快取适量的催化剂，将其涂刷于乐泰胶上面，维持5~10秒，确定热电偶感温端已被固定在被测面上后松开。胶水是绝缘的，在测试时可放心使用。
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