变电阻法测量导体平均温度的研究

摘要

对一般物体的温度测量，通常是使用各种类型的传感器对其表面温度的测量。但是对于变压器的绕组线圈以及其他复杂结构的导体，了解导体内部的工作温度通常具有更重要的意义。此时，一般的温度测量方法无法满足对物体内部温度测量的要求，而使用变阻法测量整个导体的平均温度，则是一种方便高效的测量方法。
　　变阻法通过对导体电阻变化的监测，基于其电阻率与温度的既定关系，换算出其温度的变化量。由于大多数情况下需要在导体断电后才能测量其电阻，而断电后导体的温度已经开始下降，因此需要通过对测量数据的拟合分析来外推出导体在未降温前的电阻值。
　　本文从变阻法测量温度的基本原理出发，通过对导体降温规律的深入分析，对导体所处散热环境中几种典型模式的讨论，和对影响散热的几个关键参数的研究，创建了几种有代表性的导体散热模型。通过利用电路模拟这几种导体散热模型的运行，定量的计算和还原了导体升温和降温的全过程，分析了导体在各种散热模型下温度下降的规律。并基于此讨论了符合导体降温物理规律的正确的测量数据拟合方法和在数据拟合过程中应该避免出现的几种常见错误结果。为制定正确的使用变阻法原理测量平均温度的测试流程和方法提供了理论基础。