Инструмент за калибриране на биметален термометър

Този инструмент попълва тристочков протокол за калибриране на биметален термометър. Въведете референтната температура и двете показания, получени при всяка точка, и той изчислява грешката, хистерезиса и двете като процент от обхвата.

Какво представлява биметалният термометър

Биметалният термометър измерва температурата с лента, изработена от два свързани помежду си метала. При нагряване металите се разширяват с различна величина, затова лентата се огъва. Обикновено лентата е навита на спирала, която завърта стрелка върху циферблат.

Тъй като спиралата е механична част, при спадане на температурата тя не се връща точно в същото положение, в което се намира при повишаването ѝ. Тази разлика се нарича хистерезис и се измерва при калибрирането.

Защо са нужни три точки

При калибрирането уредът се проверява в целия му работен диапазон. Обичайният минимум е от три точки:

• нулевата точка, в долния край на диапазона
• точката в средата на скалата, близо до средата
• точката на пълната скала, в горния край на обхвата

При всяка точка температурата първо се достига от по-ниска стойност, а след това от по-висока, така че се записват и двете посоки.

Формули

$e_r = r - s$

$e_f = f - s$

$h = \left| r - f \right|$

$S = a - b$

$p = \frac{x}{S} \times 100$

където $e_r$ е грешката в дадена точка при достигане на температурата от по-ниска стойност, а $e_f$ — грешката при достигане от по-висока стойност, r и f са показанията, получени в тези две посоки, s е стандартната стойност в тази точка, h е хистерезисът, S е обхватът, a и b са стандартните стойности съответно при точката на пълната скала и при нулевата точка, p е процент от обхвата, а x е грешката или хистерезисът, изразени по този начин.

Стандартната стойност е температурата, показана от референтния уред, за която се приема, че е правилна. Положителната грешка означава, че термометърът показва по-висока стойност, а отрицателната — по-ниска.

Пример с решение

Термометър с диапазон от 0 до 100 °C се проверява в три точки.

Обхватът е 100 − 0 = 100 °C. Най-голямата грешка е +1,40 °C, което е 1,40% от обхвата. Най-големият хистерезис е 0,60 °C, или 0,60% от обхвата.

Как се разчита резултатът

Точността на уреда обикновено се посочва като процент от обхвата, затова процентите трябва да се сравняват с класа на точност, посочен от производителя. Очаква се термометър с означен клас 1 да остава в границите на 1% от обхвата.

Голям хистерезис при малки грешки обикновено насочва към триене или износена спирала, а не към изместена скала. Грешка с приблизително еднаква величина и в трите точки подсказва, че стрелката просто е изместена и често може да се регулира чрез винта за настройка на нулата.

Често задавани въпроси

Защо нулевата точка не трябва да е под 0 °C?

В този протокол нулевата точка е долната граница на сертифицирания работен диапазон. Инструментът я поддържа на 0 °C или по-висока, така че обхватът да се измерва от долния край нагоре.

Какво причинява хистерезиса в биметалния термометър?

Триенето в механизма на стрелката и еластичното изоставане в биметалната спирала. При отпускане спиралата не следва точно същия път, по който е преминала при нагряването.

Трябва ли грешката да се измерва при повишаване или при понижаване?

И при двете. Записването на двете посоки прави хистерезиса видим. За оценка на уреда се използва по-неблагоприятната от двете стойности.

Какво е обхват?

Разликата между стандартните стойности при точката на пълната скала и при нулевата точка. Това е ширината на диапазона, в който се извършва калибрирането.

Може ли този протокол да се използва за други циферблатни термометри?

Да. Същият метод с три точки и същите формули се прилагат към всеки механичен циферблатен термометър, включително напълнените с газ и с течност видове.