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生化培养箱对温度控制精度要求很高,一般要求其温度控制误差不大于±0.5℃。影响生化培养箱控温性能的因素很多,在设计和维护中均需予以认真考虑。本文就生化培养箱控温系统中测温元件的相关方面对其温控精度的影响进行了试验研究。
1.测温元件的时间常数
测温元件反映机内温度,并向控温系统输入端馈送反馈温度信号。测温元件通过与生化培养箱内空气的热交换来感知温度,具有热惯性,这样当生化培养箱温度变化时,测温元件的输出θf(温度指示)总是滞后于箱内温度θo的变化,测温元件的时间常数T2反映了这种热惯性的大小,T2越大,滞后越严重。
这样,从测温元件得到的即时温度指示值θf实际上并不是生化培养箱内的真实温度θo,两者之间存在着差异。图1给出了某生化培养箱在阶跃温度干扰(5℃)作用下机内温度真实值θo(t)(用PN结温度计测得)与测温元件测得值θf(t)(用电接点水银温度计测得)过渡过程的比较(设定温度θi=30℃,曲线温度坐标为与30℃的差值Δθ)。
这说明生化培养箱内真实温度的变化要比测温元件反映出来的温度指示值的变化大得多,而它们的差异程度取决于测温元件的时间常数T2,其大则大之,小则小之。
生化培养箱内温度真实值与测量值之间这一无法直接看到的差异,在实际工作中务必充分注意,因为有时虽然测温元件指示或记录的温度值是符合要求的,但实际上在一段时间中箱内的真实温度已大大超出了规定范围。测温元件的时间常数越大,这种情况越严重。
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