Strumento di calibrazione per termometri bimetallici

Questo strumento compila un registro di taratura a tre punti per un termometro bimetallico. Inserire la temperatura di riferimento e le due letture effettuate in ciascun punto: lo strumento calcola l'errore, l'isteresi e la percentuale del campo di misura per entrambi.

Che cos'è un termometro bimetallico

Un termometro bimetallico misura la temperatura mediante una lamina formata da due metalli uniti tra loro. Quando vengono riscaldati, i metalli si dilatano in misura diversa, facendo incurvare la lamina. Di solito la lamina è avvolta in una spirale che fa ruotare un indice su un quadrante.

Poiché la spirale è un componente meccanico, quando la temperatura diminuisce non torna esattamente nella stessa posizione che assume quando aumenta. Questa differenza si chiama isteresi e viene misurata durante la taratura.

Perché tre punti

La taratura verifica lo strumento lungo il suo campo di misura. Tre punti costituiscono il minimo abituale:

• il punto di zero, all'estremità inferiore del campo
• il punto centrale della scala, vicino al centro
• il punto di fondo scala, all'estremità superiore del campo

In ciascun punto si raggiunge prima la temperatura dal basso e poi dall'alto, in modo da registrare entrambe le direzioni.

Formule

$e_r = r - s$

$e_f = f - s$

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

$S = a - b$

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

dove $e_r$ è l'errore in un punto quando la temperatura viene raggiunta dal basso e $e_f$ l'errore quando viene raggiunta dall'alto, r e f sono le letture effettuate nelle due direzioni, s è il valore standard in quel punto, h è l'isteresi, S è il campo di misura, a e b sono i valori standard nel punto di fondo scala e nel punto di zero, p è una percentuale del campo di misura e x è l'errore o l'isteresi espressi in quel modo.

Il valore standard è la temperatura indicata dallo strumento di riferimento, considerato corretto. Un errore positivo significa che il termometro indica un valore troppo alto; un errore negativo significa che indica un valore troppo basso.

Esempio di calcolo

Un termometro da 0 a 100 °C viene verificato in tre punti.

Il campo di misura è 100 − 0 = 100 °C. L'errore massimo è +1,40 °C, pari a 1,40% del campo di misura. L'isteresi massima è 0,60 °C, pari a 0,60% del campo di misura.

Interpretazione del risultato

La precisione dello strumento viene normalmente espressa come percentuale del campo di misura; pertanto, le percentuali sono quelle da confrontare con la classe di accuratezza indicata dal produttore. Da un termometro contrassegnato con la classe 1 ci si aspetta che rimanga entro 1% del campo di misura.

Un'isteresi elevata associata a errori ridotti indica di solito la presenza di attrito o di una spirale usurata, non uno spostamento della scala. Un errore di entità pressoché uguale in tutti e tre i punti suggerisce che l'indice sia semplicemente spostato e che spesso possa essere regolato nuovamente mediante la vite di regolazione dello zero.

Domande frequenti

Perché il punto di zero non deve essere inferiore a 0 °C?

In questo registro il punto di zero è il limite inferiore del campo di lavoro sottoposto a certificazione. Lo strumento lo mantiene a 0 °C o a un valore superiore, così il campo di misura viene determinato a partire dall'estremità inferiore verso l'alto.

Che cosa causa l'isteresi in un termometro bimetallico?

L'attrito nel meccanismo dell'indice e il ritardo elastico nella spirale bimetallica. Quando si rilassa, la spirale non segue esattamente lo stesso percorso seguito durante il riscaldamento.

L'errore deve essere misurato in salita o in discesa?

In entrambe le direzioni. La registrazione di entrambe rende visibile l'isteresi. Per valutare lo strumento si considera il valore peggiore dei due.

Che cos'è il campo di misura?

La differenza tra i valori standard del punto di fondo scala e del punto di zero. È l'ampiezza del campo sottoposto a taratura.

Questo registro può essere utilizzato per altri termometri a quadrante?

Sì. Lo stesso metodo a tre punti e le stesse formule si applicano a qualsiasi termometro meccanico a quadrante, compresi i modelli a riempimento di gas e quelli a riempimento di liquido.