產品應用・用途
Application電氣與溫度測量完全指南
在急劇進步的社會中，電氣與溫度的測量在各種業界來說都是不可或缺的。
本文將完整介紹關於電氣與溫度測量的要領。
電氣測量
電氣測量是在各種系統中進行分析、監視、控制等不可或缺的測量。
只要瞭解基本概念，就能夠更深入理解電氣測量的用途。
了解電氣基礎
電壓是什麼？
電壓是指電位差，或是使迴路內的電荷流動的力量。電壓以伏特(V)表示，是由電荷的分離與位置能源差而成。
電流是什麼？
電流是導體流過的電荷流量。電流是以安培(A)表示，是評價電器迴路與裝置性能的重要參數。
想要收集電壓與電流數據，但不知道從哪裡開始嗎？
DATA LOGGER(資料收集器)是推薦給想要收集感測器、裝置、系統等各式各樣現象的數據，可從發生源開始紀錄完整事件。是想要查看事件記錄最適合的解決方法。
可參考以下文章選擇適合的DATA LOGGER。
電阻是甚麼？
電阻是，電流流過物體時難易度的指標。電阻以(Ω)表示，是顯示電流流通能力的指標。
電壓計、電流計、功率計的連接方法
功率是什麼?
功率的定義
功率是以瓦特(W)表示，是顯示迴路內能源傳達率的指標。這是能夠理解裝置與系統的表現的重要指標。
迴路的功率公式
P=VI
P（瓦特）：電力
V（伏特）：電圧
I（安培）：電流
測量用途範例
電動車的電池電壓
在電壓測量方面，包含不斷電系統（UPS）的電壓測量、電源系統的檢查，以及電動車電池電壓的測量等，應用場景非常多元。所採用的測量方法會依作業者的目的而有所不同。因此，在選擇測量方法與工具時，考量精度、測量範圍以及分析對象電氣系統的特定需求等因素相當重要。
例如，電動車的電池電壓是影響其性能與續航里程的重要指標。
電動車的電池與馬達為什麼需要精確測量
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續航里程的預估
精確的電壓測量有助於估算電動車的續航里程，降低駕駛者的不安。 -
電池狀態
能夠掌握電池狀態，從而進行即時的維護或更換。 -
充電控制
維持正確的電壓水準，可確保充電過程的安全與效率。 -
效率
理解電壓與輸出功率之間的關係，有助於最佳化性能並延長電池壽命。
使用DATA LOGGER
使用具備感測器與軟體的DATA LOGGER，可進行持續且自動化的電壓監測，有助於長期分析與性能最佳化。
透過DATA LOGGER進行精確的電壓監控，對於電動車的性能、續航能力以及耐久度都相當重要。
可透過以下相關文章，進一步了解如何使用DATA LOGGER進行測量。
【DATA LOGGER】電池EV的熱管理
物理現象測量
物理量測包含對應變、壓力、應力、溫度等參數進行量化，以理解材料或系統的運作狀態。
此外，開發人員與工程師也能藉此獲得材料或系統在外力或溫度變化下反應的貴重資料。
什麼是應變？
應變是指材料在受到外力或溫度變化時所產生的變形。它是用來表示物體相較於原始形狀產生了多少變化的指標。透過量化材料所承受的變形量，工程師可以評估其性能，並判斷其是否適用於特定應用。
基於應變規原理的感測器
當物體因外力產生變形時所產生的應變，可以透過應變片進行測量。就如同使用熱電偶測量溫度一樣，應變片可用來精確測量物體的變形。
壓力感測器
壓力感測器利用應變片的原理來檢測壓力變化。當外部壓力施加時，彈性元件會產生變形，使應變片的電阻發生變化。壓力感測器廣泛應用於各種產業，在製程控制與品質管理等任務中扮演重要角色。
加速度感測器
加速度感測器是用來測量物體加速度的裝置。當物體受到加速度時會產生應變，並由加速度感測器進行檢測。這類感測器可用於結構物、車輛及其他系統的加速度偵測與測量。
以應變片為基礎的應變量測感測器，如同溫度與電氣特性一樣，可進行連續監測，並廣泛應用於各領域。透過結合資料記錄器與這些感測器，可進行有效的數據分析與報告製作。應變量測技術在各產業中的結構品質管理與安全性當中都相當重要。
什麼是溫度？
溫度是表示物質熱狀態的重要指標，廣泛應用於日常生活與工業製程中。精確的溫度測量對於品質管理、安全性、效率相當重要。物質的溫度會影響分子運動，進而導致各種物理特性的變化。本段落將詳細說明包含使用熱電偶在內的溫度測量基礎與其重要性。
溫度測量原理
溫度測量技術基於多種物理原理。像是熱電偶與電阻溫度檢測器等電氣方法，是利用材料的電氣特性來測量溫度；而雙金屬片或玻璃液體溫度計等機械方法，則是利用材料隨溫度變化所產生的膨脹與收縮來進行測量。
什麼是熱電偶？
熱電偶：K型
熱電偶是由兩種不同金屬線在一端接合所構成的溫度感測器。其運作基於塞貝克效應，當存在溫度差時會產生電壓差，藉此可測量熱接點的溫度。
熱電偶如何運作？
熱電偶會產生一個與熱接點與冷接點之間溫度差成正比的微小電壓。此電壓可透過專用電路進行測量。由於熱電偶具有寬廣的溫度測量範圍，因此被廣泛應用於各產業的溫度量測。
熱電偶的工作原理是基於當兩種不同金屬接合並暴露於溫度梯度時所產生的塞貝克效應。熱接點與冷接點之間的溫度差會產生與溫度成正比的電壓。透過適當的校正技術測量該電壓，即可轉換為溫度值。熱電偶具有反應速度快、精度高以及可應對多種溫度範圍等優點，因此成為用途廣泛的溫度量測工具。
什麼是溫度計？
溫度計
溫度計是專為溫度測量所設計的儀器。它利用液體、氣體或固體膨脹等各種機制來顯示溫度變化。現代溫度計通常結合像是數位顯示、遠端感測等新技術，甚至可在不與物體實際接觸的情況下進行溫度測量。
例如，紅外線溫度計具有數位顯示功能，且可在無接觸的情況下測量溫度，因此在各種工業應用中兼具安全性與實用性。
放射溫度計 FT3700
HIOKI的放射溫度計 FT3700／FT3701 是利用紅外線來精確測量物體表面溫度的非接觸式溫度計。其搭載雙光束雷射標記器，能夠進行高精度測量，並專為工業用途所設計。
單次測量與連續測量
測量方法可分為單次測量與連續測量。單次測量用於在所需時機取得溫度或電氣測量值；而連續測量則是在長時間內持續收集測量數據。理解這兩種測量方式的差異，對於選擇適合各種用途的方法相當重要。
單次測量的儀器
電氣與物理參數的測量儀器。要精確測量電氣與物理參數，需使用針對各參數特性所調整的專用儀器。以下將說明主要的電氣與物理參數，以及對應的測量儀器。
電器參數
| 參數 | 使用儀器 | 範例 |
|---|---|---|
| 電壓 | 數位三用電表(DMM)是電壓測量不可或缺的儀器。DMM是可以測量電壓、電流、電阻等電器參數等多種參數的工具。 | |
| 電流 | 電流測量主要使用勾表來測量。只需要在儀器線纜上使用電流勾表勾住，就可以進行非接觸的電流測量。 |  勾表 |
| 電阻 | 電阻計能夠正確測量電阻值，主要為馬達或線圈、迴路評價等用途設計。 | |
| 功率 | 功率計是最適合用來進行功率消耗的測量、能源效率提升等用途。 |  功率計 |
物理參數
| 參數 | 儀器 | 範例 |
|---|---|---|
| 溫度 | 溫度測量常會使用溫度計或是紅外線溫度計(放射溫度計)等特別的工具。這些工具可以正確測量物體或是環境的溫度，並廣泛運用在各式各樣的情景中。 |  |
| 壓力 | 壓力計主要用來測量瓦斯或液體的壓力測量，輔助流程控制與品質管理。 |  |
| 負載 | 力感測器可以測量施加在物體上的利，主要用於材料測試與產品評價。 |
這些測量儀器，都是為為了在電器參數與物理參數兩種測試中取得正確測量數據所不可或缺的工具。為了在各種測量目的中取得成果，使用者需要挑選適當的測量儀器來進行測量。
連續測量用DATA LOGGER
DATA LOGGER 可用在電壓、電流、應變、溫度等連續狀態的監控。儀器可以透過與各種感測器組合使用，可以收集、保存數據，並進行長期的數據分析。特別是，在電氣與物理性的監控中、產品的品質與流程的最適化、以及確保規定條件和否，在多種業界中都是不可或缺的。DATA LOGGER 是為了進行長時間監控所設計的儀器，具有大記憶容量與長電池壽命，並且可對應溫度感測器與各式各樣的感測器。部分DATA LOGGER 也具備能夠保存於外部媒體與無線連接、數據傳送等功能。是最適用於溫度記錄與分析等用途的產品。
這些設備可設定為以固定間隔，同時記錄來自各種測量對象的數據，例如電壓等電氣要素，以及溫度等物理參數。
藉此可用於分析電氣與物理數據的趨勢、辨識這些參數的變動情況，以及製作報告。DATA LOGGER廣泛應用於電動車、電池、馬達、電子設備等產業，尤其是在必須精確控制電氣與物理狀態的領域中更為常見。
測量用途
資料記錄器可用於各種目的的溫度測量。以下列出幾個實際案例。
電池製造過程中的溫度監控
在電池製造流程中，有一個重要步驟可使電池具備穩定的儲能能力。在過程中，電池會經歷充電與放電循環，因此需要記錄電芯電壓與溫度。這有助於確保電池健康狀態、設備控制以及可追溯性。DATA LOGGER LR8101、LR8102 可對應高電壓化與輸入通道擴充，即使在高雜訊環境中也能準確記錄數據，這對高品質電池生產而言至關重要。請參閱DATA LOGGER LR8101、LR8102 的詳細資訊。
環境監測
收集地球環境的溫度數據，對於環境保護、氣候觀測等科學研究與預測而言不可或缺。DATA LOGGER 可用於監測室內外溫度，並提供與氣候變遷相關的數據。
開發流程中的電子零件溫度監控
電氣設備中通常內建搭載數百個電子零件的電路板。在開發過程中，工程師會監控這些電路板上元件的溫度並進行溫度測試，以確保設備能安全運作。使用DATA LOGGER，可在開發過程中持續監控這些電子零件的溫度，掌握是否發生過熱狀況，進而提升最終產品的可靠性。DATA LOGGER可應用於各種不同目的的溫度測量。選擇符合需求的合適資料記錄器相當重要。
可參考以下應用案例，更了解儀器的使用：
延燒試驗：鋰離子電池熱失控時熱擴散之過程確認
設置DATA LOGGER時需要考慮的項目
DATA LOGGER 是可以連續收集、監控，電壓、電流、應變、溫度等電氣或是物理的參數的重要工具。為了確保長時間、高信賴性的測量，在設置DATA LOGGER時需要考慮配置、校準、數據保存期間等要素。
DATA LOGGER 在長時間收集溫度與監控等需求的應用案例中被廣泛使用。DATA LOGGER設定時需要確實測量溫度，所以需要確實地掌握各種因素。像是與熱源的遠近、隔熱性能、空氣的流動等要素都需要列入考量中。
並且為了維持精度，DATA LOGGER也需要定期的進行校正。另外，為了確保可分析的數據輛，在數據保存時間也需要考慮。只要遵照這些設定指南，不論是開發者或是工程師，都能透過DATA LOGGER收集數據，並確保數據整合性與信賴性。
