一种电阻丝阻值拟合方法
【专利摘要】本发明公开了一种电阻丝阻值拟合方法，包含基础数据测试、计算TCR、计算平均TCR值、公式拟合、公式校正，使电阻丝阻值96％的数据的误差可控制在±5％，该方法科学有效，重复出现性好，精确度高；用一个公式代替传统表格数据，节约了大量存储内存；数据是连续的，与实际工况更贴近和吻合，可实现精确控温；适应性广，适用于单一纯金属或合金。
【专利说明】
一种电阻丝阻值拟合方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电阻丝阻值拟合方法。
【背景技术】
[0002] 温控概念的基础原理是某种金属发热丝的阻值会随工作温度变化而产生正比变 化的特性，即金属阻值与其温度存在一定的线性拟合关系。芯片通过每秒数次的测阻并配 合芯片内预存的数据库数据，即时调控输出来达到（动态实时阻值）~（目标温度阻值），如 此实现对温度的保护。用阻值变化实现温控现主要应用在即热式、速热式电加热器中，包括 电子烟、饮水机、咖啡机和电热水床等电器设备。
[0003] 数据库中发热金属的电阻相对精密是温控设备精确温控的先决条件。传统数据库 的建立是以表格式呈现大量数据，即某种金属一个温度下对应一个阻值，数据量大，且数据 是间断式的，与实际工况中随机出现的数据(动态实时阻值)存在偏差，导致无法精确控温。
[0004] 电阻温度系数(TCR)是表征当温度变化1摄氏度时电阻的相对变化率，即金属发热 丝工作温度变化1度时，其阻值的变化率，单位是tr 1。与发热丝的线径和长度无关，是导体 材料本身的电学性能，由材质决定，且与温度息息相关。本发明涉及到的TCR公式拟合方法， 正是基于上述理论基础，用TCR系数来表征电阻与温度的线性关系，并用它拟合成公式表征 某种材质的电阻温度关系，预存至芯片中，芯片通过每秒数次的测阻和调控输出达到(动态 实时阻值）~（目标温度阻值），实现温控。传统芯片中数据库是以表格式存储基础数据，某 一种金属在某个温度下对应一个阻值。为达到精确控温，通常一种金属材质需要大量的(温 度T-阻值R)数据，为兼容不同种材质，需存储数种金属发热丝，因而表格数据则越发庞 大;为减小工作量，表格数据通常是间断性(温度T--阻值R)数据，与实际工况中随机出现 的数据存在偏差，导致无法精确控温，温度易过高或过低。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种电阻丝阻值拟合方法，旨在解决现有的电阻丝阻值拟合方法不能 精确反应电阻丝的实时阻值，导致在对电阻丝进行温度控制时，无法精确控温的问题。
[0006] 为实现以上目的，本发明提供一种电阻丝阻值拟合方法，包含以下步骤：
[0007] S1、测量室温下的电阻值，记录室温；
[0008] S2、设定温度档，加热电阻丝，测量每个温度档下的电阻丝阻值；
[0009] S3、将所获得的电阻丝阻值代入公式：
计算出每个温度档下的电 阻温度系数TCR;
[0010] 其中，单位是/°C，R2 -目标温度阻值;Ri-初始温度阻值;T2 -目标温度;Τι--初始 温度；
[0011] S4、获得相同温度下不同阻值的TCR值，计算每个温度下的平均电阻温度系数，即， TCRavg= (TCR1+TCR2+TCR3+· · -+TCRn)/n ；
[0012] S5、用公式RfI^+TCRavg · Ri · (Μ)算出拟合值，并计算拟合值与实测值的误 差，其中：R2 -目标温度阻值;Ri-初始温度阻值;T2 -目标温度;Τι-初始温度;TCRavg -目 标温度下平均TCR值；
[0013] S6、如果误差通过率低于96%，返回第一步重复测试，直至误差控制在要求范围以 内。
[0014] 进一步的，所述设定温度档具体为每25-50° F为一个温度档。
[0015] 进一步的，选用烤箱或油浴锅对电阻丝加热，电桥测量电阻丝电阻，加热设备精度 为± 1°C，待温度稳定在预设值时，读取阻值。
[0016] 进一步的，所述电阻丝为单体或金属发热丝。
[0017] 以上实现的电阻丝阻值拟合方法，使96%的数据误差控制在±5%，误差小，精确 度高；用一个公式代替传统表格数据，节约了大量存储内存;数据连续，可实现精确控温。
【附图说明】
[0018] 图1为实施例一提供的电阻丝的阻值与温度关系图；
[0019] 图2为实施例二提供的电阻丝的阻值与温度的关系图。
【具体实施方式】
[0020] 实施例一
[0021]本实施例一用Ni200发热丝阻值拟合，镍含量为99.85 %，测试阻值范围是0.08-0.3 Ω，每〇 . 〇 1 Ω为一个阻值档，温度范围从148-371°C，每25°C -个温度档，分别测定出某 个阻值发热丝分别在不同温度档的阻值，记录数据，平行测三组，取平均值；
[0022] 表 1 Ni200 0.08 Ω 300-700。F的阻值
[0023]
[0028]
[0029] 按上述方法，以此类推，测到0.3 Ω，平均TCR值如表4;
[0030] ②进行公式拟合，R^Ri+TCRAVG ·心·（Μ)%-目标温度阻值山一初始温度 阻值;τ2--目标温度;IV-初始温度;TCRavg--目标温度下平均TCR值；用这个公式算出拟合 值，并计算误差；
[0031] 表5 Ni200 0.08Ω拟合值与实测值的偏差
[0040] 按上述方法，以此类推，拟合直至0.3 Ω，并计算误差，如表8所示，经统计可知， 96.1 %的数据误差控制在± 5%，实验中仍存在误差，表现在测温仪、电桥及加热炉中。
[0041] 从图1可知，Μ200发热丝阻值随着温度升高而均匀增大，每升一个温度档阻值增 幅分别为 12.3%、11.4%、10.9%、10.9%、10.9%、10.4%、11.6%，平均增幅为 11.1%，阻 值变化均匀且较明显，是一款非常适合于温控的发热丝。
[0042] 表4 Ni200 0.08-0.3〇300-700。卩的1'〇?*10-3值
[0046] 实施例二
[0047] 本实施例二用3161^发热丝进行阻值拟合，测试阻值范围是0.5_1.0〇，每〇.1〇为 一个阻值档，温度范围从148-371°C，每25°C -个温度档，分别测定出某个阻值发热丝分别 在不同温度档的阻值，记录数据，平行测三组，取平均值；
[0048] 表9 316L 0.5Q300-700°F的阻值
[0049]
[0050]
[0051] 按上述方法，以此类推，测到1.0 Ω，平均TCR值如表10;
[0052] ②进行公式拟合，R^Ri+TCRAVG · R! · (IVTi)，!^--目标温度阻值而一初始温度 阻值;τ2--目标温度;IV-初始温度;TCRAVG--目标温度下平均TCR值；用这个公式算出拟合 值，并计算误差；
[0053]表11 316L 0.5 Ω拟合值与实测值的偏差
[0056] 按上述方法，以此类推，拟合直至1.0 Ω，并计算误差，如表12所示，经统计可知， 100%的数据误差控制在±5%，重复性好。
[0057] 表 10 316L 0.5-1.0〇300-700。卩的1'〇?*10-3值
[0060]表12 3161^0.5-1.0〇300-700。？的么1?%值
[0063] 从图2可知，316L发热丝阻值随着温度升高而均匀增大，每升一个温度档阻值增幅 分别为 3.18%、3.07%、2.55%、2.81%、2.86%、2.65%、3.16%，平均增幅为2.90%，阻值 变化相对均匀但增幅相对并不明显，是一款可用于温控的发热丝。
[0064] 以上参照【附图说明】了本发明的优选实施例，并非因此局限本发明的权利范围。本 领域技术人员不脱离本发明的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本 发明的权利范围之内。
【主权项】
1. 一种电阻丝阻值拟合方法，包含以下步骤： 51、 测量室温下的电阻值，记录室温； 52、 设定温度档，加热电阻丝，测量每个温度档下的电阻丝阻值； 53、 将所获得的电阻丝阻值代入公式·计算出每个温度档下的电阻温 度系数TCR; 其中，单位是/ °C，R2-目标温度阻值;Rr-初始温度阻值;T2-目标温度;Tr-初始温度； 54、 获得相同温度下不同阻值的TCR值，计算每个温度下的平均电阻温度系数，即， TCRavg= (TCR1+TCR2+TCR3+· · -+TCRn)/n ； 55、 用公式fciRi+TCR? · h · (T2-T0算出拟合值，并计算拟合值与实测值的误差，其 中：R2 -目标温度阻值;Ri-初始温度阻值;T2 -目标温度;Τι 一初始温度;TCRavg -目标温度 下平均TCR值； 56、 如果误差通过率低于96%，返回第一步重复测试，直至误差控制在要求范围以内。2. 根据权利要求1所述的电阻丝阻值拟合方法，其特征在于:所述设定温度档具体为每 25-50°F为一个温度档。3. 根据权利要求1所述的电阻丝阻值拟合方法，其特征在于:选用烤箱或油浴锅对电阻 丝加热，电桥测量电阻丝电阻，加热设备精度为± 1°C，待温度稳定在预设值时，读取阻值。4. 根据权利要求1或3所述的电阻丝阻值拟合方法，其特征在于:所述电阻丝为单体或 合金金属发热丝。
【文档编号】G06F17/50GK105868439SQ201610164881
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】陈家太, 李志红
【申请人】深圳市赛尔美电子科技有限公司