熱傳遞原理:高低溫箱通過加熱或制冷系統(tǒng),利用熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射等方式,改變箱內(nèi)的溫度環(huán)境,使傳感器處于設(shè)定的高低溫條件下。在加熱過程中,加熱元件產(chǎn)生熱量,通過箱內(nèi)空氣的熱對流傳遞給傳感器,同時也存在一定程度的熱輻射;在制冷過程中,制冷系統(tǒng)通過制冷劑的循環(huán),吸收箱內(nèi)的熱量,降低溫度,同樣借助空氣的熱對流使傳感器周圍環(huán)境溫度降低。傳感器在這種溫度變化的環(huán)境中,其材料特性、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等會發(fā)生相應(yīng)變化,從而影響其性能表現(xiàn)。
熱應(yīng)力與應(yīng)變原理:當(dāng)傳感器從常溫進(jìn)入高溫或低溫環(huán)境時,由于其不同部件的材料熱膨脹系數(shù)不同,會在傳感器內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力和應(yīng)變。例如,在高溫環(huán)境下,傳感器的外殼和內(nèi)部元件都會膨脹,但膨脹程度可能不一致,從而導(dǎo)致內(nèi)部應(yīng)力的產(chǎn)生;在低溫環(huán)境下,材料收縮也會引發(fā)類似的問題。這些熱應(yīng)力和應(yīng)變可能會使傳感器的敏感元件發(fā)生變形、位移或損壞,進(jìn)而影響傳感器的測量精度、靈敏度和穩(wěn)定性。通過高低溫箱的環(huán)境試驗,可以觀察和評估傳感器在不同溫度條件下承受熱應(yīng)力和應(yīng)變的能力。
物理化學(xué)變化原理:高低溫環(huán)境會引起傳感器材料的物理化學(xué)變化。在高溫條件下,一些材料可能會發(fā)生氧化、老化、軟化等現(xiàn)象,導(dǎo)致材料性能下降;在低溫環(huán)境中,材料可能會變脆、變硬,影響其機械性能和電氣性能。例如,某些塑料外殼的傳感器在高溫下可能會出現(xiàn)變形、開裂,影響其密封性和防護(hù)性能;而一些金屬材料制成的傳感器在低溫下可能會出現(xiàn)冷脆現(xiàn)象,降低其強度和韌性。這些物理化學(xué)變化會直接影響傳感器的可靠性和使用壽命,通過高低溫箱的試驗,可以提前發(fā)現(xiàn)和評估這些問題。