4 Συνήθεις ερωτήσεις σχετικά με τη βαθμονόμηση της θερμοκρασίας!

Η μέτρηση πρέπει να γίνεται μόνο όταν τα αποτελέσματα είναι αξιόπιστα. Η μέτρηση της θερμοκρασίας δεν διαφέρει. Για να μετρήσετε με ακρίβεια τη θερμοκρασία, πρέπει να μπορείτε να βασίζεστε στα αποτελέσματα του θερμομέτρου σας ή στην ηλεκτρική έξοδο του θερμοζεύγους σας.

Φανταστείτε ότι το θερμόμετρο στο δωμάτιό σας δείχνει 21 ^oC. Πώς μπορείτε να είστε σίγουροι ότι η αναγραφόμενη θερμοκρασία είναι σωστή; Ίσως το δωμάτιο να είναι στην πραγματικότητα 20,5 ^oCή ακόμη και 23 ^oC. Για να μπορείτε να πείτε οριστικά ότι η αναγραφόμενη θερμοκρασία είναι σωστή, μπορείτε να βαθμονομήσετε το θερμόμετρο!

Τι είναι η βαθμονόμηση θερμοκρασίας;

Η πιο απλή και ευρέως χρησιμοποιούμενη μορφή βαθμονόμησης ενός θερμομέτρου είναι η σύγκριση. Τοποθετήστε το θερμόμετρο σε κάτι του οποίου γνωρίζετε την ακριβή θερμοκρασία (όπως ένα φλιτζάνι γεμάτο πάγο και νερό) και κοιτάξτε τι δείχνει το θερμόμετρο. Στην περίπτωση του φλιτζανιού, το θερμόμετρο θα πρέπει να δείχνει κάπου κοντά στους 0 °C ή 32 °F. Μπορείτε στη συνέχεια να ρυθμίσετε το θερμόμετρο ώστε να δείχνει τη σωστή θερμοκρασία. Αυτό μπορεί να ακούγεται χοντροκομμένο, αλλά στην πραγματικότητα μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την ίδια ιδέα για να βαθμονομήσετε όργανα υψηλής ακρίβειας! Περισσότερα σχετικά με αυτό αργότερα.

Η βαθμονόμηση πολύ μεγάλης ακρίβειας ονομάζεται βαθμονόμηση σταθερού σημείου. Για τη βαθμονόμηση σταθερού σημείου, παράγεται με μεγάλη ακρίβεια το σημείο τήξης, το σημείο κατάψυξης ή το τριπλό σημείο μιας συγκεκριμένης ουσίας, όπως ο ψευδάργυρος, το νερό ή το αργό. Επειδή γνωρίζουμε ακριβώς ποια πρέπει να είναι αυτά τα σημεία σύμφωνα με το ITS-90, η μέτρηση που δείχνει ο δείκτης θερμοκρασίας ή το θερμόμετρο μπορεί να αξιολογηθεί με εξαιρετική λεπτομέρεια.

Γιατί είναι σημαντική η βαθμονόμηση της θερμοκρασίας; Είναι απαραίτητη;

Η σημασία της βαθμονόμησης εξαρτάται αποκλειστικά από την εφαρμογή. Δεν έχει μεγάλη σημασία αν η ψησταριά σας δείχνει 202 ^oCαντί για 205 ^oC(για εμάς τουλάχιστον!), αλλά το να γνωρίζετε αν ο πυρετός ενός ασθενούς είναι 39 ^oCή 41 ^oCέχει τεράστια διαφορά! Πρόκειται για ακραίες τιμές και υπάρχουν πολλές διαφορετικές εφαρμογές με διαφορετικές απαιτήσεις όσον αφορά την ακρίβεια μέτρησης. Μερικές φορές μπορεί να είναι απαραίτητο να γνωρίζετε ότι οι μετρήσεις σας είναι ακριβείς, μερικές φορές επιτρέπεται κάποια ανακρίβεια.

Πώς ξέρετε λοιπόν αν πρέπει να βαθμονομήσετε το όργανό σας;

Αυτό εξαρτάται από την κατάσταση και τα πρωτόκολλα εγκατάστασης. Αν τύχει να δείτε μια περίεργη ένδειξη, μπορείτε να κάνετε μια δοκιμή παρόμοια με το φλιτζάνι με πάγο και νερό και να ελέγξετε αν το όργανό σας είναι κοντά. Πολύ πιο συνηθισμένο όμως είναι να υπάρχουν πρότυπα για τις απαιτήσεις ακρίβειας. Αυτό συμβαίνει συνήθως επειδή κάθε διαδικασία έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί εντός ορισμένων περιθωρίων ακρίβειας. Μια ανακριβής μέτρηση της θερμοκρασίας θα προκαλούσε αβεβαιότητα! Αυτός είναι επίσης ο λόγος για τον οποίο η βαθμονόμηση συχνά γίνεται προληπτικά μετά από μια καθορισμένη περίοδο, η οποία συνήθως είναι κάθε χρόνο. Έτσι διασφαλίζεται ότι οι μετρήσεις είναι πάντα αξιόπιστες και ακριβείς.

Πώς προσδιορίζεται συνήθως η ακρίβεια;

Ειδικότερα στην περίπτωση ενός αναλογικού θερμομέτρου, η ακρίβεια για όργανα υψηλής ποιότητας εκφράζεται συνήθως ως ποσοστό του συνολικού εύρους μέτρησης. Έτσι, εάν το συνολικό εύρος μέτρησης είναι 0 - 100 ^oCκαι η ακρίβεια είναι κλάσης 1,0, αυτό σημαίνει ότι το θερμόμετρο θα είναι ακριβές με ακρίβεια 1 βαθμού Κελσίου. Αυτή η ακρίβεια ονομάζεται επίσης ακρίβεια στην πλήρη κλίμακα. Έτσι, εάν το πράγμα που μετράτε είναι ακριβώς 50 ^oC, το συγκεκριμένο θερμόμετρο θα πρέπει να δείχνει κάπου στην περιοχή 49-51 ^oC. Εάν η μέτρηση πέσει έξω από αυτό το εύρος, το θερμόμετρο θεωρείται ανακριβές. (Αυτό εξηγεί επίσης γιατί η επιλογή του σωστού εύρους θερμοκρασίας είναι τόσο σημαντική, καθώς η μέτρηση μιας θερμοκρασίας μεταξύ 0 και 5 ^oCστο ίδιο θερμόμετρο υπόκειται σε απόκλιση έως και 20% από την πραγματική θερμοκρασία!).

Για τα θερμόμετρα αντίστασης, η ακρίβεια υποδεικνύεται συνήθως με ένα γράμμα ως κατηγορία. Οι πιο συνηθισμένες κατηγορίες είναι οι κατηγορίες Β, Α και ΑΑ. Η κλάση Β είναι η λιγότερο ακριβής και η κλάση ΑΑ είναι η πιο ακριβής. Οι κλάσεις αυτές ορίζονται διεθνώς στο πρότυπο IEC 60751. Η πιο πρόσφατη έκδοση μπορεί να βρεθεί εδώ: IEC 60751:2022.

Όταν ένα όργανο έχει ακρίβεια κατηγορίας Β, το όργανο μπορεί να αποκλίνει κατά ± (0,30 + 0,0050 | t |) ^oC, όπου t είναι η απόλυτη πραγματική θερμοκρασία. Η επιτρεπόμενη απόκλιση είναι η ίδια για θετικές και αρνητικές περιοχές μέτρησης και λόγω του τρόπου με τον οποίο ορίζεται η ακρίβεια, το όργανο επιτρέπεται να αποκλίνει περισσότερους βαθμούς καθώς η περιοχή αυξάνεται.

Μερικά παραδείγματα

Ας πάρουμε ως παράδειγμα μια θερμοκρασία 100 ^oC. Ο τύπος μας δίνει ± (0,30 + 0,0050 | 100 |) = 0,8 ^oC. Επομένως, το όργανο πρέπει να δείχνει κάπου μεταξύ 99,2 και 100,8 ^oCγια να θεωρηθεί ακριβές.
Ας πάρουμε τώρα μια υψηλότερη θερμοκρασία, όπως 400 ^oC. Ο τύπος μας δίνει ± (0,30 + 0,0050 | 400 |) = 2,3 ^oC. Αυτή τη φορά το όργανο επιτρέπεται να δείξει κάπου μεταξύ 397,7 και 402,3 ^oC.

Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα για τα θερμόμετρα αντίστασης συγκεκριμένα, ανατρέξτε στο ιστολόγιό μας για τα θερμόμετρα αντίστασης ή αν είστε πιο τεχνικά μυημένοι, ρίξτε μια ματιά σε αυτή την τεχνική εξήγηση της WIKA.

Για τα θερμοστοιχεία χρησιμοποιείται ένα άλλο σύστημα κλάσεων, όπου οι κλάσεις 1 και 2 είναι οι πιο συνηθισμένες, αλλά μπορούν επίσης να επιτευχθούν ειδικές ακρίβειες. Αυτές ορίζονται διεθνώς σε ένα άλλο πρότυπο, το IEC 60584-1. Η πιο πρόσφατη έκδοση βρίσκεται εδώ: IEC 60584-1:2013. Ωστόσο, επειδή τα θερμοστοιχεία διατίθενται σε πολλούς διαφορετικούς συνδυασμούς υλικών, η ακρίβεια κλάσης 1 μπορεί να μην σημαίνει το ίδιο για κάθε τύπο θερμοστοιχείου. Επειδή το εύρος μέτρησης είναι συνήθως υψηλότερο στα θερμοζεύγη από ό,τι στα θερμόμετρα ή στα θερμόμετρα αντίστασης, οι ανοχές είναι επίσης λίγο υψηλότερες.

Ας δούμε ένα παράδειγμα. Ο τύπος για την ακρίβεια της κατηγορίας 1 για ένα θερμοζεύγος τύπου Κ είναι ± (1,5 ή 0,0050 | t |) ^oC, όπου ισχύει η μεγαλύτερη τιμή. Σημειώστε ότι ο τύπος έχει τώρα "ή" αντί για το σύμβολο συν και ότι η αρχική τιμή είναι πολύ υψηλότερη από ό,τι στα θερμόμετρα αντίστασης. Επίσης, ισχύει η μεγαλύτερη τιμή, οπότε υπάρχει ένα σημείο μέχρι το οποίο η ακρίβεια είναι σταθερή στους 1,5 ^oC, μετά το οποίο αλλάζει στο 0,5% της πραγματικής θερμοκρασίας. Για τη συγκεκριμένη κατηγορία, αυτό θα ήταν στους 300 ^oC(0,0050 x 300 = 1,5). Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα για τα θερμοζεύγη, δείτε αυτό το τεχνικό έγγραφο της WIKA.

Η διαδικασία βαθμονόμησης

Σε αυτό το άρθρο περιοριζόμαστε στις απαντήσεις των τεσσάρων κύριων ερωτήσεων που λαμβάνουμε σχετικά με τη βαθμονόμηση της θερμοκρασίας, αλλά σε αυτό το ιστολόγιο θα ακολουθήσει μια πιο εμπεριστατωμένη εξήγηση της διαδικασίας βαθμονόμησης με ένα παράδειγμα.

Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα για τη βαθμονόμηση, τους βαθμονομητές που προσφέρουμε ή οτιδήποτε άλλο σχετικό, ενημερώστε μας!