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PTC加熱元件測試

PTC是Positive Temperature Coefficient 的簡寫，是一種常用的加熱元器件，由于熱阻小，換熱效率高，比傳統加熱絲使用壽命長、更安全可靠等特點，在電器中應用廣泛。比如空調，熱風機，烘干機，直發器等多種電器都使用了PTC加熱元器件。隨著新能源汽車的發展，PTC加熱器在電動汽車上也廣泛使用。

PTC元件部分應用舉例

PTC主要由正溫度系數的電阻組成。這些電阻為熱敏電阻，當溫度在某個特定的范圍內上升時，它們的電阻會隨溫度的上升而呈急劇的非線性上升。由于這種特殊的物理特性，PTC加熱元器件在工作的過程中，電流會隨著阻值的變化而變化。而它的加熱功率會隨著加熱時間的變化而變化：剛開始通電時，初始功率會比較小，然后加熱功率逐漸增加到最大沖擊功率，隨后功率下降，最后達到穩定功率；但是當散熱條件發生改變時，PTC的功率和溫度會重新調整，以達到新的平衡。所以使用PTC加熱元器件的電器，在其運行的過程中，輸入功率和電流不是穩定的，隨著PTC加熱元器件阻值的變化，輸入功率和電流也會改變。

PTC加熱元器件工作過程中的電流，電壓，功率波形示意圖

IEC60335-1規范中的相關細則

國際電工委員會編寫的IEC60335-1規范的第10章輸入功率和電流中，對于PTC加熱器具的輸入功率和電流的測量，給出了相關的測量要求和方法。最新版本的規范對于輸入功率和電流，不再是簡單地用代表性期間的功率或者電流的積分平均值來定義。它定義了代表性期間的10%規則，這個規則要求我們把代表性期間的有功功率或者電流有效值按照從大到小降序排列，取10%位置的值。而且需要我們用最大值、算術平均值與10%規則得出的值對比，然后根據比較結果確定選用哪一個值來定義輸入功率或電流。具體分析流程圖如下：

通過流程圖我們可以看到，輸入功率和電流究竟使用代表性期間的最大值、算術平均值還是10%規則確定的值，既需要看設備運行狀況，還需要對這幾個數值進行比較。所以，準確測量出這幾個數值非常重要。

如何準確測量出用于比較的幾個數值？

對于使用PTC加熱元器件的電器，輸入功率和電流在運行期間會變化，所以，我們需要記錄代表性期間的輸入功率或者電流有效值，用以判斷用電器是否會有穩定的狀態。總的來說，只要我們把整個代表性期間的數據都記錄下來，就能根據這些數據得出最大值、算術平均值和10%規則確定的值，然后根據流程圖確定使用哪個值作為輸入功率或電流。

下圖是PTC直發器用20ms的數據更新周期，采樣30分鐘得到的測量數據，然后根據10%規則得到的功率曲線圖。通過測量數據和曲線，我們可以得到最大值、算術平均值和10%規則定義的值。然后通過比較大小可以獲得輸入功率。

實驗室研發測量解決方案一：

用B体育8962A1測試

1.采樣率：8962A1的采樣率為200KS/s，保證了足夠的數據采樣點。

2.數據更新周期：8962A1擁有高速捕獲模式，使用外部時鐘源得到最快1ms的數據更新周期，使用函數信號發生器，生成頻率為50Hz或者60Hz的正弦波作為時鐘源，可以確保8962A1在用電器頻率為50Hz或者60Hz的條件下，按照信號的交流周期獲取測量結果，以便得到最多的測量數據，更好地分析PTC器件的運行狀況。

3.數據保存能力：8962A1可以把數據保存到U盤或者通過軟件來保存記錄的數據，可以長時間保存測量數據。

4. 8962A1電流量程50A，可直接測試。當電流更大時，客戶外配霍爾電流傳器。而且最多可以配置6通道測量，支持6臺單相設備同步測量，提高測量效率。

測量方案示意圖

實驗室研發測量解決方案二：

用B体育單相8720測試

8720單相，采樣率100KS/s，數據更新周期100ms，可快速準確捕捉PTC工作過程中的實時電流、最大電流（沖擊電流）、實時功率、最大功率（沖擊功率）。同時，也可以測量記錄一段時間的電流、功率平均值。

同時標配豐富的通訊接口，USB、RS232和RS485接口，您可以將測量數據通過這些接口上傳至PC端進行數據監測和實時分析。

產線測量解決方案：

用B体育單相8718CT測試

隨著產線自動化不斷發展，對產線產品的測量儀器也提出了越來越高的要求。對于產線測試，要求測量儀器測試速度快、顯示直觀、易于操作。這樣可以極大地縮短測試時間，大大提高生產線的生產效率。

針對產線測試的特點和要求，B体育8718CT單相，采樣率100KS/s，數據更新周期100ms，可快速準確捕捉PTC工作過程中的實時電壓、實時電流、實時功率、最大電流（沖擊電流），四窗口直觀顯示，操作容易。

同時標配RS232和RS485通訊接口，可以將測量數據上傳至PC端進行數據監測和實時分析。

測量方案示意圖

上位機軟件界面：