Maritime_Industrie

De 4 stappen om temperatuurinstrumentatie te kalibreren.

Blog

In dit artikel nemen we de vier hoofdstappen van het kalibreren van temperatuurinstrumentatie door. De meeste temperatuurinstrumentatie heeft een gedeelde die de insteek genoemd wordt, welke in het proces gestoken wordt waarvan je de temperatuur wilt meten. In die insteek zit het meetgedeelte van het instrument, dus het is van belang dat de methode die je gebruikt om het instrument te kalibreren dat gedeelte goed opwarmt (of afkoelt!). Ook is het van belang dat de temperatuur stabiel en betrouwbaar is. Voor temperatuurkalibratie zou je bijvoorbeeld een glas ijswater kunnen gebruiken, maar de gouden standaard is toch wel een dry block calibrator of een liquid bath calibrator.  Deze kalibratoren worden heel nauwkeurig getest en afgesteld om ervoor te zorgen dat de instrumenten die je ermee kalibreert kunnen rekenen op precisie. Dit geldt voor de temperatuursensor die gebruikt wordt door de kalibrator, maar ook voor de indicator die het signaal van de temperatuursensor omzet in een temperatuur.

Zoals de naam misschien al duidelijk maakt, heeft een liquid bath calibrator een vloeistof in de kalibrator zitten die opgewarmd of afgekoeld kan worden tot een precieze temperatuur. Meestal zit er dan ook een mechanisme in om de vloeistof te roeren, zodat de temperatuur zo egaal mogelijk is en blijft. Omdat de aanwezigheid van vloeistof een stabiele werkplek vereist, kan deze toepassing minder geschikt zijn voor testsituaties waar je de kalibrator veel moet verplaatsen. Ook is deze variant vooral geschikt voor instrumenten met ongewone maten en vormen, omdat deze meestal niet in andersoortige kalibratoren passen.

De dry block kalibrator is dan ook de droge variant. Het “dry block” refereert naar een metalen cylinder binnenin de kalibrator, waar het instrument met de insteek ingestoken kan worden. De interne diameter van de cylinder kan aangepast worden met zogenoemde adapter sleeves. Deze inschuifmodules met verschillende insteekdiameters zorgen ervoor dat het instrument goed aansluit op de kalibrator. Een voorbeeld van een kalibrator met een adapter sleeve erin is hieronder te zien.

SIKA_TP17450S_Temperature_Calibrator

Voor het voorbeeld van een kalibratieproces gebruiken we een dry block kalibrator van SIKA.

Wat zijn de stappen om een weerstandsthermometer te kalibreren?

  1. Check het instrument en de kalibrator voor deuken, scheuren, elektrische problemen of andere vormen van schade.

Zorg ervoor dat ze allebei in een goede werkende staat zijn. Wees er zeker van dat er geen onderdelen beschadigd of aangetast zijn, omdat de kalibratie op een hoge temperatuur gedaan kan worden. Als het instrument of de kalibrator aangetast is, kunnen er zo gevaarlijke situaties ontstaan. Als iets dus kapot is, laat het vervangen of repareren, dus NIET KALIBREREN!

  1. Zorg dat je een duidelijk plan hebt voor de temperatuurkalibratie.

Vaak wordt de kalibratie gedaan aan de hand van vijf meetpunten die binnen het meetbereik van het instrument liggen. Dit kunnen er ook 3 of 9 zijn, maar stel van tevoren vast hoeveel je er gaat gebruiken. Voor dit voorbeeld gebruiken we een weerstandsthermometer met precisieklasse B (met een wire-wound sensor). Deze worden gebruikt voor temperaturen tussen de -196 oC en +600 oC. In dit voorbeeld gebruiken we vijf meetpunten. De dry block kalibrator kan geen negatieve temperatuur simuleren, dus laten we zeggen dat deze als volgt geselecteerd zijn: 20 oC, 100 oC, 150 oC, 250 oC en 500 oC. Dan kunnen we naar de onderstaande tabel (let hier dan op Class B) kijken wat de corresponderende weerstanden zijn voor elke temperatuur. D output is in Ohm (Ω). De corresponderende outputs zijn dus 107.64-107.95 Ω, 138.20-138.81 Ω, 156.93-157.72 Ω, 193.54-194.66 Ω en 280.04-281.91 Ω. Het is hier duidelijk te zien dat de marge groter wordt naarmate de temperatuur oploopt.

table temperature to resistance pt100

  1. Controleer de vijf meetpunten en schrijf op welke output het instrument geeft bij elk meetpunt.

We beginnen bij het eerste meetpunt van 20 °C. De kalibrator heeft verschillende standen. Zo kun je hem automatisch door verschillende programma’s laten gaan, maar voor dit voorbeeld stellen we de temperatuur steeds handmatig in. De kalibrator kan even de tijd nodig hebben om warmer te worden als het om een ouder model gaat of om hogere temperaturen. Of de kalibrator bijna de temperatuur heeft die we willen, kunnen we zien aan de indicator op het apparaat. Deze moet voor het eerste meetpunt precies 20 °C aangeven, tot op het maximum aantal decimalen die het apparaat kan aangeven. Vervolgens checken we de output en die schrijven we op. Deze kun je dan weer vergelijken met de grenzen die we in stap twee hebben bepaald. Valt de meting tussen de grenzen? Doe dit voor alle vijf de meetpunten en schrijf alles op.

  1. Bekijk de resultaten van de temperatuurkalibratie! Is het instrument accuraat?

De resultaten van het voorbeeld zijn zoals onderstaande tabel. In de eerste kolom zien we wat de (zeer accurate) kalibrator aangeeft. De tweede kolom laat zien wat ons instrument aangaf op die temperatuur in Ohm. De derde kolom laat zien wat de meting van de kalibrator was als je het naar een Ohm signaal vertaalt en kolom vier laat zien hoeveel het verschil dan tussen het instrument en de kalibrator is (in Ohm). De vijfde kolom laat zien hoeveel afwijking toegestaan is op elke temperatuur.

Meting kalibrator (oC)  Meting instrument(Ω) Meting kalibrator (Ω) Verschil (Ω) Toegestane afwijking (Ω)
20.00 107.786 107.793 -0.007 ± 0.155
100.00 138.475 138.505 -0.030 ± 0.305
150.00 157.366 157.325 +0.041 ± 0.395
250.00 194.333 194.098 +0.235 ± 0.56
500.00 280.594 280.978 -0.384 ± 0.935

Zoals goed te zien is, zijn alle metingen binnen de toegestane afwijking. Dit betekent dat we mogen vaststellen dat het instrument accuraat is aan de hand van de precisieklasse B. Voor de berekeningen van deze temperatuurkalibratie hebben we gebruikgemaakt van de handige calculator van FLUKE, deze vind je hier: PT100 Calculator | Fluke Calibration.

Voor meer informatie over temperatuurkalibratie, kalibratoren en alles wat daarbij komt kijken, neem eens contact met ons op! We vertellen je graag meer.

Contactgegevens

Driemanssteeweg 190
3084 CB Rotterdam
The Netherlands
GMS Instruments Office