Войти
рабочая температура - это температура при которым управляет электрическое или механическое устройство. Устройство будет эффективно работать в указанном диапазоне температур, который зависит от функции устройства и контекста приложения, и колеблется от минимальной рабочей температуры до максимальной рабочей температуры (или пиковая рабочая температура ). За пределами этого диапазона безопасных рабочих температур устройство может выйти из строя.
Это один из компонентов проектирования надежности.
Точно так же биологические системы имеют допустимый диапазон температур, который можно назвать «рабочей температурой».
Большинство устройств изготавливаются в нескольких температурных режимах. Широко распространены следующие сорта:
Тем не менее, каждый производитель определяет свои собственные температурные классы, поэтому проектировщики должны уделять пристальное внимание фактическим спецификациям таблицы данных. Например, Maxim Integrated использует пять температурных классов для своей продукции:
Использование таких марок гарантирует, что устройство подходит для своего применения и будет выдерживать условия окружающей среды, в которых оно используется. На нормальные диапазоны рабочих температур влияет несколько факторов, например, рассеиваемая мощность устройства. Эти факторы используются для определения «пороговой температуры» устройства, то есть его максимальной нормальной рабочей температуры и максимальной рабочей температуры, при превышении которой устройство больше не будет работать. Между этими двумя температурами устройство будет работать на непиковом уровне. Например, резистор может иметь пороговую температуру 70 ° C и максимальную температуру 155 ° C, между которыми он показывает тепловое снижение характеристик.
. Для электрических устройств рабочая температура может быть температурой перехода (TJ) полупроводника в устройстве. На температуру перехода влияет температура окружающей среды, и для интегральных схем она определяется уравнением:
, где T J - температура перехода в ° C, T a - температура окружающей среды в ° C, P D - рассеиваемая мощность интегральной схемы в Вт, а R ja - переход к тепловому сопротивлению окружающей среды в ° C. / Вт.
Электрические и механические устройства, используемые в военных и аэрокосмических приложениях, возможно, должны будут выдерживать большую изменчивость окружающей среды, включая диапазон температур.
В Министерстве обороны США определено Военный стандарт США для всей продукции, используемой вооруженными силами США. Экологический дизайн продукта и пределы испытаний для условий, которым он будет подвергаться в течение всего срока службы, указаны в MIL-STD-810, стандарте методов испытаний Министерства обороны США для рассмотрения экологических инженерных вопросов и лабораторных испытаний.
Стандарт MIL-STD-810G определяет, что «стабилизация рабочей температуры достигается, когда температура функционирующей части (частей) объекта испытаний, которая, как считается, имеет наибольшую тепловую задержку, изменяется со скоростью не более 2,0 ° C (3,6 ° F) в час ". Он также определяет процедуры для оценки характеристик материалов при экстремальных температурных нагрузках.
Лопатки турбины военных двигателей испытывают два значительных деформационных напряжения во время нормальной эксплуатации: ползучесть и термическая усталость. Срок службы материала «в значительной степени зависит от рабочей температуры», поэтому анализ ползучести является важной частью подтверждения конструкции. Некоторые эффекты ползучести и термической усталости могут быть уменьшены путем интеграции систем охлаждения в конструкцию устройства, что снижает пиковую температуру металла.
Коммерческие и розничные продукты изготовлены в соответствии с менее строгими требованиями, чем для военного и аэрокосмического применения. Например, микропроцессоры, производимые Intel Corporation, выпускаются трех классов: коммерческие, промышленные и расширенные.
Поскольку некоторые устройства выделяют тепло во время работы, им может потребоваться терморегулирование, чтобы гарантировать, что они находятся в пределах указанного диапазона рабочих температур; в частности, что они работают при максимальной рабочей температуре устройства или ниже. Охлаждение микропроцессора, установленного в типичной коммерческой или розничной конфигурации, требует «правильно установленного на процессоре радиатора и эффективного воздушного потока через систему. шасси". Системы предназначены для защиты процессора от необычных условий эксплуатации, таких как «более высокие, чем обычно, температуры окружающего воздуха или отказ компонента управления температурным режимом (например, системного вентилятора)», хотя в «правильно спроектированной системе эта функция никогда не должна стать активным ». Охлаждение и другие методы управления температурой могут повлиять на производительность и уровень шума. В жилых помещениях могут потребоваться стратегии снижения шума, чтобы гарантировать, что уровень шума не станет неудобным.
Срок службы и эффективность батареи зависит от рабочей температуры. Эффективность определяется путем сравнения срока службы аккумулятора в процентах от срока службы, достигнутого при 20 ° C, в зависимости от температуры. Омическая нагрузка и рабочая температура часто вместе определяют скорость разряда батареи. Более того, если ожидаемая рабочая температура для первичной батареи отклоняется от типичного диапазона от 10 ° C до 25 ° C, тогда рабочая температура «часто будет влиять на тип батареи, выбранной для применения». Рекуперация энергии из частично разряженной литиевой батареи из диоксида серы улучшается при «надлежащем повышении рабочей температуры батареи».
Млекопитающие пытаются поддерживать комфортное тело температура в различных условиях посредством терморегуляции, части гомеостаза млекопитающих. Самая низкая нормальная температура у млекопитающего, базальная температура тела, достигается во время сна. У женщин на него влияет овуляция, вызывая двухфазный паттерн, который может использоваться как компонент осведомленности о фертильности.
. У людей гипоталамус регулирует метаболизм, и отсюда базальная скорость метаболизма. Среди его функций - регулирование температуры тела. Температура тела также является одним из классических фазовых маркеров для измерения времени циркадного ритма.
человека. Изменение нормальной температуры тела человека может вызвать дискомфорт. Наиболее частым таким изменением является лихорадка, временное повышение уставки терморегуляции организма, обычно примерно на 1-2 ° C (1,8-3,6 ° F). Гипертермия - это острое состояние, вызванное тем, что организм поглощает больше тепла, чем может рассеять, тогда как гипотермия - это состояние, при котором внутренняя температура тела падает ниже температуры, необходимой для нормального обмена веществ, и которое вызвано неспособностью организма восполнять тепло, которое теряется в окружающую среду.
