سلول های نقطه ثابت استانداردهای اولیه هستند و بیشترین دقت و پایداری را نسبت به هر روش کالیبراسیون دما ارائه می دهند. سلول های ثابت با گرم کردن یا خنک کردن یک ماده بسیار خالص تا دمایی که در آن تغییر فاز رخ می دهد، کار می کنند. تغییرات فاز انتقال بین حالت جامد، مایع و گاز ماده است. این انتقال ها در دماهای بسیار خاص رخ می دهد و در نقطه تغییر فاز، دماها بسیار پایدار می شوند و اغلب برای چندین ساعت یا حتی روزها فلات می زنند و دمای مرجع بسیار دقیق و پایداری را ارائه می دهند.

هنگام بحث در مورد کالیبراسیون دما، مهم است که توجه داشته باشید که خروجی سنسورهای دما، خود، قابل تنظیم نیستند. در عوض، کنترل کننده یا بازخوانی تنظیم می شود تا عدم دقت سنسور را در نظر بگیرد.

دما رایج ترین پارامتر اندازه گیری شده در محیط های تجاری و صنعتی است. صنایع متنوعی مانند فرآوری مواد غذایی، داروسازی، سردخانه، تولید کاغذ و سایر صنایع کاملاً متکی به دمای فرآیند هستند که در محدوده خاصی قرار دارند. برای حفظ دقت، کالیبره کردن تجهیزات نظارت بر دما ضروری است.

اندازه گیری دما شامل طیف وسیعی از سنسورهای تخصصی مانند ترموکوپل ها، ترمیستورها، آشکارسازهای دمای مقاومتی (RTD)، سنسورهای مادون قرمز (IR)، دماسنج های دو فلزی و غیره است. این حسگرها یک خروجی الکتریکی مانند مقاومت، میلی ولت یا میلی آمپر تولید می کنند که با دما مطابقت دارد. این سیگنال‌های خروجی به یک بازخوان یا کنترل‌کننده ارسال می‌شوند که در آنجا نمایش داده می‌شوند یا برای کنترل یک عملکرد فرآیند استفاده می‌شوند.

هنگام بحث در مورد کالیبراسیون دما، مهم است که توجه داشته باشید که خروجی سنسورهای دما، خود، قابل تنظیم نیستند. در عوض، کنترل کننده یا بازخوانی تنظیم می شود تا عدم دقت سنسور را در نظر بگیرد.

ITS-90

کالیبراسیون دما مطابق با مقیاس بین المللی دما در سال 1990 انجام می شود. ITS-90 مقیاس دمایی قانونی است که تعدادی دمای نقطه ثابت را تعیین می کند که می تواند به عنوان مقادیر مرجع استفاده شود. هدف آن تعریف روش هایی برای کالیبراسیون تجهیزات دما به گونه ای است که مقادیر به دست آمده دقیق و قابل تکرار باشند و در عین حال مقادیر ترمودینامیکی مربوطه را تا حد امکان تقریب کنند.

تنظیم

کالیبراسیون مقایسه بین دو دستگاه است. اولین وسیله، واحدی است که باید کالیبره شود، که اغلب واحد تحت آزمایش نامیده می شود. دستگاه دوم استاندارد است که از دقت مشخصی برخوردار است. با استفاده از استاندارد به عنوان راهنما، واحد مورد آزمایش تا زمانی تنظیم می شود که هر دو واحد نتایج یکسانی را در حالی که در معرض دمای یکسان قرار می گیرند نشان دهند. به طور معمول، کالیبراسیون یک ابزار در چندین نقطه در سراسر محدوده کالیبراسیون دستگاه بررسی می شود.

همه استانداردها به یک اندازه ایجاد نمی شوند. در حالی که همه استانداردها دارای دقت شناخته شده ای هستند، برخی از آنها وجود دارند که به عنوان استانداردهای اولیه شناخته می شوند که بالاترین سطح دقت را برای یک پارامتر خاص دارند. استانداردهای اولیه با تکیه بر فناوری‌های اندازه‌گیری با استفاده از ثابت‌های فیزیکی اساسی که مانند نقطه سه‌گانه آب رانش نمی‌شوند، به دقت بالایی دست می‌یابند. این مقادیر ثابت عدم قطعیت را به حداقل می رساند و استانداردهای اولیه را به دقیق ترین ابزار کالیبراسیون تبدیل می کند.

سلسله مراتب استانداردهای کالیبراسیون دما از پایین ترین به بالاترین:

استانداردهایی که به عنوان استانداردهای صنعتی شناخته می شوند، معمولاً دارای دقتی در محدوده 5 درجه سانتیگراد تا 0.5 درجه سانتیگراد هستند. اینها برای بررسی نقطه ای حسگرها در نقطه استفاده به جای محیط آزمایشگاهی مفید هستند.

استانداردهای ثانویه که به عنوان استانداردهای آزمایشگاهی نیز شناخته می شوند، می توانند دقت کالیبراسیون را از 0.5 درجه سانتیگراد تا 0.02 درجه سانتیگراد ارائه دهند. می توان از آنها برای کالیبره کردن استانداردهای میدانی استفاده کرد.

استانداردهای اولیه می توانند تا 0.001 درجه سانتیگراد دقیق باشند.

قابلیت ردیابی

برای بهبود کیفیت یک کالیبراسیون به سطوح قابل قبول برای سازمان های خارجی، به طور کلی مطلوب است که کالیبراسیون و اندازه گیری های بعدی قابل ردیابی با استانداردهای بین المللی شناخته شده باشد. ایجاد قابلیت ردیابی با مقایسه رسمی با استانداردی که به طور مستقیم یا غیرمستقیم با استانداردهای ملی (مانند NIST در ایالات متحده آمریکا)، استانداردهای بین المللی یا مواد مرجع تایید شده مرتبط است، انجام می شود.

انواع کالیبراتورهای دما

کالیبراتورهای دما با توجه به نیاز تکنسین استفاده کننده از آن طراحی شده اند. هر برنامه دارای خواسته های خاصی در مورد نوع سنسور، مکان، بودجه، نیاز به دقت/پایداری/یکنواختی و محدوده دما است. در نتیجه، تفاوت‌هایی بین انواع کالیبراتورهای دما وجود دارد - برخی واضح و برخی دیگر ظریف.

سه ویژگی وجود دارد که هنگام انتخاب کالیبراتور دما بسیار اهمیت دارد. درک این مشخصات و مفاهیم آنها به شما کمک می کند تا بهترین کالیبراتور را برای نیازهای خود انتخاب کنید.

دقت:

بیانی از اینکه یک مقدار اندازه گیری شده چقدر با مقدار واقعی یا مورد انتظار مقدار مورد نظر مطابقت دارد (واژه نامه NCSL). برای کالیبراتورهای دما، دقت رابطه بین دمای نمایشگر ابزار و دمای واقعی چاه کالیبراسیون است. دقت با کالیبراسیون های منظم به یک استاندارد قابل ردیابی بهبود می یابد.

پایداری:

تمایل یک ویژگی به ماندن در محدوده تحمل (واژه نامه NCSL). هنگامی که یک کالیبراتور به نقطه تنظیم خود می رسد، زمانی که دستگاه تلاش می کند آن دما را حفظ کند، مقداری نوسان در دما وجود دارد. این نوسان می تواند بر کالیبراسیون ها تأثیر بگذارد. ثبات به دقت در تعیین عدم قطعیت کلی سیستم می افزاید.

یکنواختی:

همگنی دمای منبع گرما در سراسر منطقه آزمایش. همه کالیبراتورها از پایین چاه آزمایشی به سمت بالا و همچنین از وسط چاه آزمایشی به بیرون دارای اختلاف دمای جزئی هستند. چند استراتژی ساده به کاربران اجازه می دهد که قرار دهند.

کاوشگر e به گونه ای است که خطاهای یکنواختی را به حداقل برساند.

بلوک های خشک

بلوک های خشک کالیبراتورهای درجه حرارت همه کاره هستند که با گرم کردن و در بسیاری موارد سرد کردن یک بلوک فلزی تا دمای خاص و حفظ آن دما کار می کنند. اکثر بلوک‌های خشک از یک یا چند درج قابل تعویض استفاده می‌کنند که سوراخ‌هایی در آنها ایجاد می‌شود. این سوراخ ها طیف وسیعی از سنسورهای دما را برای کالیبره شدن در خود جای می دهند. اندازه سوراخ ها مطابق با قطر سنسورهای دما مورد آزمایش است.

کالیبراتورهای بلوک خشک را می توان به صورت پیکربندی قابل حمل یا رومیزی طراحی کرد. اگرچه مشخصات ممکن است به طور قابل توجهی بین مدل‌ها متفاوت باشد، اما بوک‌های خشک معمولاً دقتی بهتر از ± ۰.۵ درجه سانتی‌گراد و محدوده بین ۲۵- تا ۶۵۰ درجه سانتی‌گراد دارند. یکنواختی دمای سوراخ به سوراخ معمولاً 0.05± درجه سانتیگراد است.

کالیبراتورهای بلوک خشک ترکیبی محکم از دقت، قابلیت حمل، ثبات و قیمت را ارائه می دهند. آنها در انجام کالیبراسیون در سطح میدانی یا صنعتی روی تقریباً هر نوع سنسور دما، از جمله: RTD، ترموکوپل، ترمیستور، PRT، دماسنج دو فلزی و غیره برتری دارند.

انتقال حرارت خوب بین درج و سنسور برای کالیبراسیون دقیق هنگام استفاده از کالیبراتور دمای بلوک خشک بسیار مهم است. این انتقال به تناسب بسیار نزدیک بین سنسور و درج بستگی دارد. در حالت ایده آل، نباید بیش از چند هزارم فاصله بین این دو وجود داشته باشد. انتخاب درج مناسب برای مطابقت با سنسور شما بسیار مهم است.

حمام های مایع

حمام مایع یک ابزار اندازه گیری و کالیبراسیون دما است که در آن یک مایع یا در برخی موارد ماده ای که به عنوان مایع عمل می کند، تا دمای خاصی گرم یا سرد می شود و نگهداری می شود. از بسیاری جهات، حمام‌های مایع شبیه کالیبراتورهای بلوک خشک هستند، با این تفاوت که از مایع به‌عنوان محیط کالیبراسیون استفاده می‌کنند، نه یک درج فلزی، که امکان کالیبراسیون آسان‌تر پروب‌های با شکل یا اندازه‌های عجیب و غریب را فراهم می‌کند. از آنجایی که حمام‌های مایع به درج‌های حفاری شده متکی نیستند، می‌توانند تعداد بیشتری درج را در یک زمان کالیبره کنند. از آنجایی که مایع در حال هم زدن است، این حمام ها از اختلاف دمای عمودی که در بلوک های خشک تجربه می شود رنج نمی برند و در نتیجه معمولاً عدم اطمینان کلی بسیار بهتری را ارائه می دهند.

بسته به مدل، حمام های مایع با استفاده از یک محیط روغنی می توانند دمایی از 30- تا 200 درجه سانتیگراد داشته باشند. حمام های تخصصی با استفاده از ذرات شن، نمک یا اکسید آلومینیوم به جای روغن می توانند به دمای 700 درجه سانتیگراد برسند. این حمام های "مایع" مانند حمام مایع با دمای بالا عمل می کنند.

حمام های مایع دقت بیشتر و حجم کالیبراسیون بیشتری را نسبت به کالیبراتورهای بلوک خشک ارائه می دهند. آنها همچنین پایداری عالی را در کل محدوده دما ارائه می دهند. دقت با حمام های مایع می تواند تا 0.2 درجه سانتیگراد باشد، که بهتر از آن چیزی است که توسط اکثر بلوک های خشک قابل دستیابی است. حمام‌های مایع کالیبراسیون‌های سطح ثانویه را روی تقریباً هر نوع سنسور دما ارائه می‌دهند، از جمله: RTD، ترموکوپل، ترمیستور، PRT، دماسنج دو فلزی و غیره.

منابع Blackbody

منابع جسم سیاه برای کالیبره کردن دماسنج های مادون قرمز استفاده می شوند. منابع جسم سیاه معمولاً از یک صفحه هدف تشکیل شده‌اند که می‌تواند تا دماهای بسیار خاص گرم یا سرد شود، منابع جسم سیاه نام خود را از انتشار بسیار بالای خود گرفته‌اند.

تابش قدرت نسبی یک سطح برای انتشار گرما توسط تابش است. هرچه تابش کمتر باشد، گرمای بیشتری از سطح تابش می شود. تابش بالاتر، "بده های سیاه"، گرمای کمی ساطع می کنند و بنابراین، به دلیل تداخل تابش بر حسگر مادون قرمز، مستعد خطا نیستند. برای بهترین نتایج، تابش سنسور مادون قرمز تحت آزمایش باید با تابش منبع جسم سیاه مطابقت داشته باشد.

هنگامی که مسائل مربوط به انتشار در نظر گرفته شد، کالیبره کردن دماسنج های مادون قرمز با استفاده از منبع جسم سیاه ساده است. دماسنج مادون قرمز صفحه مورد نظر را اندازه گیری می کند. دمای صفحه با مقدار قرائت مقایسه می شود. سپس دماسنج مادون قرمز تنظیم می شود تا نتایج مطابقت داشته باشند.

بسته به مدل، منابع جسم سیاه دارای محدوده دمایی از 30- تا 500 درجه سانتیگراد با دقت 0.5± درجه سانتیگراد هستند که آنها را ابزاری عالی برای کالیبراسیون در سطح میدانی یا صنعتی می کند. برخی از مدل ها سلول های نقطه ثابت را در خود جای می دهند که آنها را به عنوان استانداردهای اولیه مناسب می کند.

چند منظوره

کالیبراتورهای چند منظوره ابزار کالیبراسیون همه چیز هستند. قابلیت پذیرش ورودی از طیف وسیعی از سنسورها، بسیاری از آنها عملکردهای مربوط به کالیبراسیون دما را دارند. کالیبراتورهای چند منظوره به معنای واقعی کالیبراتور دما نیستند زیرا مرجع دما را به عنوان نقطه مقایسه ارائه نمی دهند. کاری که آنها انجام می دهند شبیه سازی و منبع ترموکوپل ها، RTD ها و سایر سنسورهای دما است. با استفاده از تجهیزات الکترونیکی پیچیده، کالیبراتورهای چند منظوره می توانند دمای اندازه گیری شده توسط سنسور را با ولتاژ یا سیگنال میلی آمپر تولید شده مقایسه کنند. این ایده بسیار خوبی از دقت می دهد و به تکنسین ها اجازه می دهد تا به راحتی حسگرها را آزمایش کنند.

کالیبراتورهای چند منظوره همچنین می‌توانند برای بررسی دقت کنترل‌کننده‌های دما، که اغلب جزء حیاتی در دما هستند، استفاده شوند.

کالیبراتورهای ure (و همچنین طیف وسیعی از کاربردهای دیگر).

ترموکوپل / کالیبراتورهای RTD

کالیبراتورهای ترموکوپل / RTD بسیار شبیه کالیبراتورهای چند منظوره بدون بخش چند منظوره هستند. به طور کلی ابزارهای تک منظوره، کالیبراتورهای ترموکوپل / RTD دقت سنسورهای دما را از طریق مدارهای الکترونیکی پیچیده به جای مقایسه با یک مرجع آزمایش می کنند. به این ترتیب آنها کالیبراتورهای واقعی نیستند، اگرچه می توانند با مقایسه دمای اندازه گیری شده توسط سنسور با ولتاژ یا سیگنال میلی آمپر تولید شده، روشی ساده و مقرون به صرفه را برای آزمایش میدانی ترموکوپل ها و RTD ها در اختیار تکنسین ها قرار دهند.

سلول های نقطه ثابت

سلول های نقطه ثابت استانداردهای اولیه هستند و بیشترین دقت و پایداری را نسبت به هر روش کالیبراسیون دما ارائه می دهند. سلول های ثابت با گرم کردن یا خنک کردن یک ماده بسیار خالص تا دمایی که در آن تغییر فاز رخ می دهد، کار می کنند. تغییرات فاز انتقال بین حالت جامد، مایع و گاز ماده است. این انتقال ها در دماهای بسیار خاص رخ می دهد و در نقطه تغییر فاز، دماها بسیار پایدار می شوند و اغلب برای چندین ساعت یا حتی روزها فلات می زنند و دمای مرجع بسیار دقیق و پایداری را ارائه می دهند.

سلول های نقطه ثابت معمولاً در بلوک های خشک یا حمام های مایع گنجانده می شوند تا گرمایش / سرمایش و کنترل دما لازم را فراهم کنند. سلول های نقطه ثابت می توانند به طور نامطمئنی فقط 0.001 ± درجه سانتی گراد به دست آورند.

دقیق ترین سلول های نقطه ثابت سلول های سه نقطه ای هستند. سلول های نقطه سه گانه بر این اصل استوار است که مواد خاصی در حالت بسیار خالص (99.9999٪) دارای یک نقطه سه گانه یا دمایی هستند که در آن هر سه فاز (گاز، مایع و جامد) آن ماده در تعادل ترمودینامیکی همزیستی دارند. رایج ترین آنها آبی است که نقطه سه گانه آن 0.01 درجه سانتیگراد است. سلول های نقطه سه گانه دارای عدم قطعیت بهتر از ± 0.0001 درجه سانتیگراد هستند، به قدری دقیق که ITS-90 از سلول های نقطه سه گانه هیدروژن، نئون، اکسیژن، آرگون، جیوه و آب برای ترسیم شش نقطه دمایی تعریف شده خود استفاده می کند.

تجهیزات مرجع ترموکوپل

تجهیزات مرجع ترموکوپل با حذف نیاز به جبران اتصال سرد در ترموکوپل ها، که یکی از دلایل اصلی خطاهای اندازه گیری است، نظارت با دقت بالایی را فراهم می کند. ترموکوپل ها دستگاه های اندازه گیری دما هستند که از اتصال دو فلز غیرمشابه تشکیل می شوند. یک ترموکوپل ولتاژی متناسب با اختلاف دما بین اتصال داغ و اتصال سیم سربی (سرد) تولید می کند. از آنجایی که اندازه گیری اختلاف دما بین دو اتصال است، یک قرائت نسبی است. برای خواندن مطلق مفیدتر، یک حسگر مرجع تنظیم شده و در کنار اتصال سرد قرار می گیرد. این به عنوان جبران اتصال سرد نامیده می شود.

اگرچه جبران اتصال سرد باعث می شود خوانش ترموکوپل مفیدتر باشد، اما می تواند قرائت را تا 1 درجه سانتیگراد یا بیشتر تغییر دهد. در تجهیزات مرجع ترموکوپل، دمای مرجع کنترل شده، معمولاً 0 درجه سانتیگراد، جایگزین جبران اتصال سرد می شود. دقت در هنگام استفاده از تجهیزات مرجع می تواند تا 0.05 ± درجه سانتیگراد باشد، بسیار بهتر از تنظیم های استاندارد ترموکوپل و هیچ دریفت طولانی مدت وجود ندارد.

تجهیزات مرجع ترموکوپل در سیستم های نظارتی موجود یکپارچه شده است و بسته به مدل، می تواند ده ها (یا بیشتر) ترموکوپل را نظارت کند.

مواردی که در انتخاب کالیبراتور دما باید در نظر گرفته شود:

1. چه نوع سیگنال الکتریکی را خروجی می دهد؟
2. آیا باید سنسورها را کالیبره کنم یا فقط نمایشگرهای دما را؟
3. کدام مهمتر است؟ سرعت تغییر دما یا انجام چندین پروب در یک زمان؟
4. عمق بلوک خشک یا حمام مایع چقدر باید باشد؟
5. مشخصات فیزیکی (اندازه، شکل) سنسور چیست؟
6. در چه محدوده دمایی استفاده می شود؟
7. و بر روی آن دماها به چه دقت هایی اتکا می شود؟
8. آیا کالیبراسیون باید در آزمایشگاه انجام شود یا می توان آنها را به صورت میدانی یا حتی در محل انجام داد؟

اگر در مورد کالیبراتورهای دما سؤالی دارید، لطفاً با ارسال ایمیل به ما در sales@codnumber.com یا تماس با شماره 021-91035087، با یکی از مهندسان ما صحبت کنید.