أداة معايرة الترمومتر ثنائي المعدن

تملأ هذه الأداة سجل معايرة ذا ثلاث نقاط لترمومتر ثنائي المعدن. أدخل درجة الحرارة المرجعية والقراءتين المأخوذتين عند كل نقطة، وتحسب الأداة الخطأ والتخلف المغناطيسي (الهيستيريزس) وكليهما كنسبة مئوية من المدى.

ما هو الترمومتر ثنائي المعدن

يقيس الترمومتر ثنائي المعدن درجة الحرارة بواسطة شريط مصنوع من معدنين ملتحمين معاً. يتمدد المعدنان بمقادير مختلفة عند التسخين، فينحني الشريط. يُلَفّ الشريط عادة على شكل ملف حلزوني يُدير مؤشراً على قرص مدرّج.

بما أن الملف الحلزوني جزء ميكانيكي، فإنه لا يعود إلى الموضع نفسه تماماً عند انخفاض درجة الحرارة كما عند ارتفاعها. يسمى هذا الفرق التخلف المغناطيسي، وتقيسه المعايرة.

لماذا ثلاث نقاط

تفحص المعايرة الجهاز عبر كامل مدى عمله. النقاط الثلاث هي الحد الأدنى المعتاد:

• نقطة الصفر، عند الطرف السفلي من المدى
• النقطة المتوسطة، قرب المنتصف
• النقطة القصوى، عند الطرف العلوي من المدى

عند كل نقطة، تُقارَب درجة الحرارة أولاً من الأسفل ثم من الأعلى، بحيث يُسجَّل الاتجاهان معاً.

المعادلات

خطأ الارتفاع = القراءة عند ارتفاع درجة الحرارة − القيمة المرجعية

خطأ الانخفاض = القراءة عند انخفاض درجة الحرارة − القيمة المرجعية

التخلف المغناطيسي = |قراءة الارتفاع − قراءة الانخفاض|

المدى = القيمة المرجعية عند النقطة القصوى − القيمة المرجعية عند نقطة الصفر

النسبة المئوية من المدى = القيمة ÷ المدى × 100

القيمة المرجعية هي درجة الحرارة التي يظهرها الجهاز المرجعي، والتي تُعدّ صحيحة. يعني الخطأ الموجب أن الترمومتر يقرأ أعلى من الحقيقة؛ ويعني الخطأ السالب أنه يقرأ أقل منها.

مثال

يُفحص ترمومتر بمدى من 0 إلى 100 °C عند ثلاث نقاط.

المدى هو 100 − 0 = 100 °C. أكبر خطأ هو +1.40 °C، أي ما يعادل 1.40% من المدى. أكبر تخلف مغناطيسي هو 0.60 °C، أي 0.60% من المدى.

قراءة النتيجة

عادة ما تُذكر دقة الجهاز كنسبة مئوية من المدى، لذا فإن هذه النسب هي ما يُقارَن بفئة الدقة التي يحددها الصانع. يُتوقع من ترمومتر من الفئة 1 أن يبقى ضمن 1% من المدى.

عادة ما يشير التخلف المغناطيسي الكبير مع الأخطاء الصغيرة إلى احتكاك أو ملف حلزوني متعب، وليس إلى إزاحة في التدريج. أما الخطأ الذي يكون بالحجم نفسه تقريباً عند النقاط الثلاث فيوحي بأن المؤشر مُزاح ببساطة، وغالباً ما يمكن تصحيحه من برغي ضبط الصفر.

أسئلة شائعة

لماذا لا يجوز أن تكون نقطة الصفر أقل من 0 °C؟

في هذا السجل، نقطة الصفر هي الطرف السفلي من مدى العمل الذي يجري اعتماده. تُبقي الأداة هذه النقطة عند 0 °C أو أعلى، بحيث يُقاس المدى صعوداً من الطرف السفلي.

ما الذي يسبب التخلف المغناطيسي في الترمومتر ثنائي المعدن؟

الاحتكاك في آلية المؤشر والتأخر المرن في الملف الحلزوني ثنائي المعدن. لا يرتخي الملف الحلزوني بالضبط على نفس المسار الذي سلكه أثناء التسخين.

هل يجب قياس الخطأ عند ارتفاع درجة الحرارة أم عند انخفاضها؟

كلاهما. تسجيل الاتجاهين معاً هو ما يجعل التخلف المغناطيسي ظاهراً. والقيمة الأسوأ من بين الاثنتين هي التي يُحكَم بها على الجهاز.

ما هو المدى؟

الفرق بين القيمتين المرجعيتين عند النقطة القصوى ونقطة الصفر. وهو عرض المدى الجاري معايرته.

هل يمكن استخدام هذا السجل لترمومترات أخرى ذات قرص مدرّج؟

نعم. تنطبق الطريقة نفسها ذات النقاط الثلاث والمعادلات نفسها على أي ترمومتر ميكانيكي ذي قرص مدرّج، بما في ذلك الأنواع المملوءة بالغاز والمملوءة بالسائل.