4 βήματα για: βαθμονόμηση οργάνων μέτρησης θερμοκρασίας

Για το παρόν άρθρο θα υποθέσουμε ότι προσπαθούμε να βαθμονομήσουμε ένα όργανο μέτρησης θερμοκρασίας με ένα τμήμα στελέχους, το οποίο συνήθως εισάγεται σε έναν σωλήνα, μια δεξαμενή ή σε οποιαδήποτε άλλη εφαρμογή όπου το ένθετο φτάνει μέσα στο αντικείμενο του οποίου προσπαθεί να μετρήσει τη θερμοκρασία. Το τμήμα μέτρησης του οργάνου βρίσκεται πάντα στο τμήμα του στελέχους, επομένως είναι σημαντικό η μέθοδος βαθμονόμησης να θερμαίνει (ή να ψύχει) το τμήμα του στελέχους με αξιόπιστο και σταθερό τρόπο. Αυτό θα μπορούσε να είναι τόσο απλό όσο ένα φλιτζάνι παγωμένο νερό, αλλά στη συγκεκριμένη βιομηχανία μας το χρυσό πρότυπο είναι είτε ένας βαθμονομητής ξηρού μπλοκ είτε ένας βαθμονομητής υγρού λουτρού.

Όπως υποψιάζεστε, ένας βαθμονομητής υγρού λουτρού θερμαίνει ένα λουτρό υγρού σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία και το διατηρεί σε αυτή τη θερμοκρασία. Ο βαθμονομητής διαθέτει έναν πολύ ακριβή αισθητήρα θερμοκρασίας και μια ένδειξη που δείχνει τι δείχνει ο αισθητήρας. Επειδή το λουτρό υγρού μπορεί να προκαλέσει προβλήματα όταν η βαθμονόμηση πρέπει να πραγματοποιηθεί εν κινήσει, αυτός ο τύπος βαθμονομητή είναι ιδιαίτερα χρήσιμος όταν έχετε μια σταθερή θέση εργασίας. Το υγρό λουτρό είναι επίσης ιδιαίτερα χρήσιμο για όργανα με ασυνήθιστα σχήματα και διαστάσεις, καθώς αυτά συνήθως δεν χωρούν σε άλλα σχέδια βαθμονομητών.

Ο βαθμονομητής ξηρού μπλοκ είναι πολύ παρόμοιος σχεδιαστικά. Το "ξηρό μπλοκ" είναι ένας μεταλλικός κοίλος κύλινδρος στο εσωτερικό του βαθμονομητή, όπου μπορείτε να τοποθετήσετε το στέλεχος του οργάνου. Ο βαθμονομητής μπορεί να προσαρμοστεί με ένθετα διαφορετικού μεγέθους, ώστε να διασφαλιστεί ότι το στέλεχος του οργάνου ταιριάζει με την εσωτερική διάμετρο του εσωτερικού του κυλίνδρου. Αυτό μεγιστοποιεί τη μεταφορά θερμότητας και την ταχύτητα της μεταφοράς θερμότητας. Η παρακάτω εικόνα δείχνει το μπλοκ με τις διαφορετικές διαμέτρους ενθέτων, τα λεγόμενα μανίκια προσαρμογής.

Εντάξει, ας πούμε ότι χρησιμοποιούμε ένα βαθμονομητή ξηρού μπλοκ της SIKA.

Ποια είναι τα βήματα για τη βαθμονόμηση ενός θερμομέτρου αντίστασης;

1. Ελέγξτε το όργανο και τον βαθμονομητή για ελαττώματα, ρωγμές, χτυπήματα ή ηλεκτρικά προβλήματα.

Βεβαιωθείτε ότι λειτουργούν! Βεβαιωθείτε ότι δεν έχουν καταστραφεί ή υποστεί βλάβη κανένα εξάρτημα, καθώς η βαθμονόμηση μπορεί να γίνει σε υψηλές θερμοκρασίες. Εάν το όργανο ή ο βαθμονομητής υποστεί βλάβη με οποιονδήποτε τρόπο, αυτό μπορεί να προκαλέσει επικίνδυνες καταστάσεις. Όταν κάτι είναι ελαττωματικό, στείλτε το για επισκευή ή αντικαταστήστε το, ΜΗΝ κάνετε βαθμονόμηση!

2. Βεβαιωθείτε ότι έχετε ένα σαφές σχέδιο για τη βαθμονόμηση.

Η βαθμονόμηση της θερμοκρασίας γίνεται συχνά σύμφωνα με πέντε σημεία στο προβλεπόμενο εύρος του οργάνου. Σε αυτή την περίπτωση θα χρησιμοποιήσουμε ένα θερμόμετρο αντίστασης ακρίβειας κατηγορίας Β. Τα θερμόμετρα αντίστασης κατηγορίας Β (με αισθητήρα τυλιγμένο με σύρμα) χρησιμοποιούνται για θερμοκρασίες μεταξύ -196 ^oCκαι +600 ^oC. Γνωρίζουμε λοιπόν ότι θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε πέντε σημεία σε αυτό το εύρος. Αλλά ο βαθμονομητής ξηρού μπλοκ που χρησιμοποιούμε μπορεί να προσομοιώσει μόνο θετικές θερμοκρασίες, οπότε η επιλογή μιας αρνητικής θερμοκρασίας ως ένα από τα σημεία δεν είναι καλή ιδέα. Ας πούμε ότι επιλέγουμε τα πέντε σημεία ως εξής: 20 ^oC, 100 ^oC, 150 ^oC, 250 ^oCκαι 500 ^oC. Μπορούμε να ρίξουμε μια ματιά στον παρακάτω πίνακα (δείτε την κατηγορία Β) για να ελέγξουμε τις αντίστοιχες τιμές αντίστασης που περιμένουμε να δούμε σε αυτές τις θερμοκρασίες. Όταν αυξήσουμε τη θερμοκρασία και ελέγξουμε τι βγάζει το θερμόμετρο αντίστασης, αυτές είναι οι τιμές που θα αναζητήσουμε. Η έξοδος είναι σε Ωm (Ω) Είναι 107,64-107,95 Ω, 138,20-138,81 Ω, 156,93-157,72 Ω, 193,54-194,66 Ω και 280,04-281,91 Ω. Μπορείτε να δείτε τώρα καθαρά πώς το εύρος αυξάνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία.

3. Ελέγξτε τα πέντε σημεία μέτρησης και σημειώστε τι βγάζει το θερμόμετρο αντίστασης.

Ξεκινάμε με το πρώτο σημείο θερμοκρασίας. Ρυθμίστε τον βαθμονομητή στη θερμοκρασία που θέλετε χειροκίνητα ή μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια από τις εγκατεστημένες λειτουργίες όπου θα κάνει τις θερμοκρασίες αυτόματα. Εμείς θα κάνουμε αυτή τη βαθμονόμηση με το χέρι. Η πρώτη ρύθμιση είναι 20 ^oC. Ο βαθμονομητής θα αρχίσει να θερμαίνεται. Εάν ο βαθμονομητής είναι λίγο παλαιότερος και προσπαθείτε να προσομοιώσετε πολύ υψηλές θερμοκρασίες, αυτό μπορεί να πάρει λίγο χρόνο! Όταν ο βαθμονομητής φτάσει στη θερμοκρασία που θέλουμε, το ελέγχουμε με την ένδειξη του βαθμονομητή. Αυτός θα πρέπει να δείχνει ακριβώς 20 ^oC, με το μέγιστο αριθμό δεκαδικών ψηφίων που μπορεί να δείξει. Στη συνέχεια ελέγχουμε την έξοδο του θερμομέτρου αντίστασης και καταγράφουμε τι βλέπουμε. Στη συνέχεια, το συγκρίνουμε με τα όρια που θέσαμε στο βήμα 2. Η ένδειξη εμπίπτει μεταξύ των ορίων; Κάντε αυτό και για τα πέντε σημεία μέτρησης και γράψτε ποια είναι η έξοδος.

4. Ρίξτε μια ματιά στα αποτελέσματα! Είναι το όργανο ακριβές;

Ας υποθέσουμε ότι τα αποτελέσματά μας είναι αυτά που βλέπουμε στον παρακάτω πίνακα. Στην πρώτη στήλη βλέπουμε τι δείχνει ο (πολύ ακριβής) βαθμονομητής. Στη δεύτερη στήλη βλέπουμε τι μας δείχνει το όργανό μας σε Ohm. Στη συνέχεια, η τρίτη στήλη δείχνει την ένδειξη του βαθμονομητή μεταφρασμένη σε Ohm και η τέταρτη στήλη δείχνει πόσο αποκλίνει επομένως η ένδειξη του οργάνου δοκιμής από την ένδειξη του βαθμονομητή. Η πέμπτη στήλη δείχνει την επιτρεπόμενη ανοχή σε κάθε σημείο θερμοκρασίας.

Είναι σαφές ότι όλες οι μετρήσεις βρίσκονται εντός των επιτρεπόμενων ανοχών. Αυτό σημαίνει ότι το όργανο θεωρείται ακριβές σύμφωνα με την κατηγορία ακρίβειάς του. Για τον υπολογισμό αυτό χρησιμοποιήσαμε την πολύ χρήσιμη αριθμομηχανή της FLUKE: PT100 Calculator | Fluke Calibration.