Température de fonctionnement – Wikipedia wiki
Plage de température dans laquelle l’équipement devrait fonctionner de manière fiable
Un température de fonctionnement est la plage de température admissible de l’environnement ambiant local dans lequel un dispositif électrique ou mécanique fonctionne. L’appareil fonctionnera efficacement dans une plage de température spécifiée qui varie en fonction de la fonction de l’appareil et du contexte d’application, et va de la Température de fonctionnement minimale au température de fonctionnement maximale (ou Température de fonctionnement maximale ). En dehors de cette gamme de températures de fonctionnement sûres l’appareil peut échouer.
C’est un composant de l’ingénierie de fiabilité.
De même, les systèmes biologiques ont une plage de température viable, qui pourrait être appelée «température de fonctionnement».
La plupart des appareils sont fabriqués dans plusieurs grades de température. Grades largement acceptés [d’abord] sont:
- Commercial: 0 ° à 70 ° C
- Industriel: −40 ° à 85 ° C
- Militaire: −55 ° à 125 ° C
Néanmoins, chaque fabricant définit ses propres notes de température, les concepteurs doivent donc prêter une attention particulière aux spécifications réelles des fiches techniques. Par exemple, Maxim Integrated utilise cinq grades de température pour ses produits: [2]
- Full militaire: −55 ° C à 125 ° C
- Automobile: −40 ° C à 125 ° C
- AEC-Q100 Niveau 2: −40 ° C à 105 ° C
- Industriel étendu: −40 ° C à 85 ° C
- Industriel: −20 ° C à 85 ° C
L’utilisation de ces notes garantit qu’un appareil convient à son application et résistera aux conditions environnementales dans lesquelles il est utilisé. Les gammes de températures de fonctionnement normales sont affectées par plusieurs facteurs, tels que la dissipation de puissance de l’appareil. Ces facteurs sont utilisés pour définir une «température de seuil» d’un dispositif, c’est-à-dire sa température de fonctionnement maximale et une température de fonctionnement maximale au-delà duquel le dispositif ne fonctionnera plus. Entre ces deux températures, l’appareil fonctionnera à un niveau non pic. Par exemple, une résistance peut avoir une température de seuil de 70 ° C et une température maximale de 155 ° C, entre lesquelles il présente un rétrécissement thermique.
Pour les dispositifs électriques, la température de fonctionnement peut être la température de la jonction (t J ) du semi-conducteur dans l’appareil. La température de la jonction est affectée par la température ambiante et pour les circuits intégrés, est donné par l’équation:
dans lequel t J est la température de la jonction en ° C, t un est la température ambiante en ° C, P D est la dissipation de puissance du circuit intégré en w et r et est la jonction de la résistance thermique ambiante en ° C / W.
Aérospatial et militaire [ modifier ]]
Les dispositifs électriques et mécaniques utilisés dans les applications militaires et aérospatiales peuvent avoir besoin de supporter une plus grande variabilité environnementale, y compris la plage de température.
Aux États-Unis, le ministère de la Défense a défini la norme militaire des États-Unis pour tous les produits utilisés par les forces armées des États-Unis. La conception environnementale d’un produit et les limites de test aux conditions qu’elle subiront tout au long de sa durée de vie sont spécifiées dans MIL-STD-810, la Méthode des tests du ministère de la Défense pour les considérations de génie environnemental et les tests de laboratoire .
La norme MIL-STD-810G spécifie que la “stabilisation de la température de fonctionnement est atteinte lorsque la température de la ou les pièces de fonctionnement de l’élément de test considéré comme le décalage thermique le plus long change à un taux de 2,0 ° C supérieur à 2,0 ° C ( 3,6 ° F) par heure. ” Il spécifie également les procédures pour évaluer les performances des matériaux à des charges de température extrêmes.
Les lames de turbine de moteur militaire éprouvent deux contraintes de déformation significatives pendant le service normal, le fluage et la fatigue thermique. La durée de vie du fluage d’un matériau dépend “fortement de la température de fonctionnement”, et l’analyse du fluage est donc une partie importante de la validation de la conception. Certains des effets du fluage et de la fatigue thermique peuvent être atténués en intégrant les systèmes de refroidissement dans la conception de l’appareil, réduisant la température de pointe ressentie par le métal.
Commercial et commercial [ modifier ]]
Les produits commerciaux et commerciaux sont fabriqués à des exigences moins strictes que celles des applications militaires et aérospatiales. Par exemple, les microprocesseurs produits par Intel Corporation sont fabriqués à trois grades: commercial, industriel et étendu.
Étant donné que certains appareils génèrent de la chaleur pendant le fonctionnement, ils peuvent nécessiter une gestion thermique pour s’assurer qu’ils sont dans leur plage de température de fonctionnement spécifiée; Plus précisément, ils fonctionnent à ou en dessous de la température de fonctionnement maximale du dispositif. Cooliser un microprocesseur monté dans une configuration commerciale ou commerciale typique nécessite “un dissipateur thermique correctement monté sur le processeur et un flux d’air efficace via le châssis système”. Les systèmes sont conçus pour protéger le processeur contre les conditions de fonctionnement inhabituelles, telles que “les températures d’air ambiant supérieures à la normale ou la défaillance d’un composant de gestion thermique du système (comme un ventilateur de système)”, bien que dans “un système correctement conçu, cette fonctionnalité ne devrait jamais devenir actif “. Le refroidissement et d’autres techniques de gestion thermique peuvent affecter les performances et le niveau de bruit. Des stratégies d’atténuation du bruit peuvent être nécessaires dans les applications résidentielles pour garantir que le niveau de bruit ne devient pas inconfortable.
La durée de vie et l’efficacité de la batterie sont affectées par la température de fonctionnement. L’efficacité est déterminée en comparant la durée de vie obtenue par la batterie en pourcentage de sa durée de vie atteinte à 20 ° C par rapport à la température. La charge ohmique et la température de fonctionnement déterminent souvent conjointement le taux de décharge d’une batterie. De plus, si la température de fonctionnement attendue pour une batterie primaire s’écarte de la plage typique de 10 ° C à 25 ° C, la température de fonctionnement “aura souvent une influence sur le type de batterie sélectionné pour l’application”. Il a été démontré que la récupération d’énergie à partir de la batterie de dioxyde de sulfure au lithium partiellement épuisée s’est avérée s’améliorer lors de la “augmentation de la température de fonctionnement de la batterie”.
La biologie [ modifier ]]
Les mammifères tentent de maintenir une température corporelle confortable dans diverses conditions par thermorégulation, partie de l’homéostasie des mammifères. La température normale la plus basse d’un mammifère, la température basale du corps, est atteinte pendant le sommeil. Chez les femmes, il est affecté par l’ovulation, provoquant un motif biphasique qui peut être utilisé comme composant de la conscience de la fertilité.
Chez l’homme, l’hypothalamus régule le métabolisme, et donc le taux métabolique basal. Parmi ses fonctions, il y a la régulation de la température corporelle. La température corporelle centrale est également l’un des marqueurs de phase classiques pour mesurer le moment du rythme circadien d’un individu.
Des changements à la température normale du corps humain peuvent entraîner une inconfort. Le changement de ce type le plus courant est une fièvre, une élévation temporaire du point de consigne thermorégulatrice du corps, généralement d’environ 1 à 2 ° C (1,8–3,6 ° F). L’hyperthermie est une condition aiguë causée par le corps absorbant plus de chaleur qu’elle ne peut se dissiper, tandis que l’hypothermie est une condition dans laquelle la température centrale du corps tombe en dessous de celle requise pour le métabolisme normal, et qui est causée par l’incapacité du corps à reconstituer la chaleur qui est être perdu dans l’environnement.
Les références [ modifier ]]
- Benloucif, S.; Guico, M.J.; Reid, K.J.; Wolfe, L.F.; L’Hermite-Baleriaux, M.; Zee, P.C. (2005). “La stabilité de la mélatonine et de la température comme marqueurs de phase circadienne et leur relation avec les temps de sommeil chez l’homme”. Journal des rythmes biologiques . Publications de sauge. 20 (2): 178–188. Ciseerx 10.1.1.851.1161 . est ce que je: 10.1177 / 0748730404273983 . ISSN 0748-7304 . PMID 15834114 . S2cid 36360463 .
- Branco, Carlos Moura; Ritchie, Robert O.; Sklenička, Václav (1996). Comportement mécanique des matériaux à haute température . Ressorts. ISBN 978-0-7923-4113-0 .
- Crompton, Thomas Roy (2000). “Effets de la température de fonctionnement sur la durée de vie”. Livre de référence à la batterie . Newnes. ISBN 978-0-7506-4625-3 .
- Dougal, Robert A.; Gao, Lijun; Jiang, Zhenhua (2 février 2005). “Analyse de l’efficacité de la récupération d’énergie à partir de batteries partiellement épuisées”. Journal of Power Sources . Elsevier B.V. 140 (2): 409–415. Bibcode: 2005JPS … 140..409d . est ce que je: 10.1016/j.jpowsour.2004.08.037 .
- Marx, John (2010). Médecine d’urgence de Rosen: concepts et pratique clinique (7e éd.). Philadelphie, PA: Mosby / Elsevier. ISBN 978-0-323-05472-0 .
- Turner, Martin J. L. (2009). Propulsion fusée et vaisseaux spatiaux: principes, pratique et nouveaux développements . Springer Praxis Books / Astronautical Engineering. Springer. ISBN 978-3-540-69202-7 . OCLC 475771458 .
- Vassighi, Arman; Sachdev, Hands (2006). Gestion thermique et alimentaire des circuits intégrés . Circuits et systèmes intégrés. ISBN 9780387257624 .
- “Support de périphérique de température amélioré” . Altera Corporation . Récupéré 2014-02-27 .
- “Résistances dans les circuits analogiques” . Dispositifs analogiques . Récupéré 2014-02-27 .
- “Processeur Intel Xeon – Gestion thermique” . Société intel . Récupéré 2010-01-27 .
- “Codes d’identification d’emballage du processeur Intel Pentium” . Société intel. 2004-05-12 . Récupéré 2010-01-27 .
- “MIL-STD-810G: Norme de méthode de test pour les considérations d’ingénierie environnementale et les tests de laboratoire” (PDF) . Département américain de la Défense. 2008-10-31. Archivé de l’original (PDF) le 2011-09-27.
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