바이메탈 온도계 교정 도구

이 도구는 바이메탈 온도계의 세 지점 교정 기록을 작성합니다. 기준 온도와 각 지점에서 측정한 두 값을 입력하면 오차, 히스테리시스, 그리고 두 값의 스팬 대비 백분율을 계산합니다.

바이메탈 온도계란

바이메탈 온도계는 두 금속을 서로 접합한 스트립으로 온도를 측정합니다. 금속은 가열될 때 서로 다른 양만큼 팽창하므로 스트립이 휘어집니다. 스트립은 보통 코일로 감겨 다이얼의 포인터를 움직입니다.

코일은 기계 부품이므로 온도가 내려갈 때와 올라갈 때 정확히 같은 위치로 돌아오지 않습니다. 이 차이를 히스테리시스라고 하며, 교정으로 이를 측정합니다.

세 지점을 사용하는 이유

교정은 작동 범위 전체에서 기기를 확인합니다. 일반적인 최소 지점 수는 세 곳입니다.

• 영점: 범위의 하한
• 중간 눈금점: 범위의 중간 부근
• 최대 눈금점: 범위의 상한

각 지점에서는 먼저 온도를 낮은 쪽에서 올려 접근한 다음 높은 쪽에서 내려 접근하므로 양쪽 방향을 모두 기록합니다.

공식

$e_r = r - s$

$e_f = f - s$

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

$S = a - b$

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

여기서 $e_r$는 온도가 낮은 쪽에서 접근했을 때 한 지점의 오차이고, $e_f$는 높은 쪽에서 접근했을 때의 오차입니다. r과 f는 이 두 방향에서 측정한 값이고, s는 해당 지점의 표준값, h는 히스테리시스, S는 스팬, a와 b는 각각 최대 눈금점과 영점의 표준값, p는 스팬 대비 백분율, x는 그런 방식으로 나타내는 오차 또는 히스테리시스입니다.

표준값은 정확하다고 신뢰할 수 있는 기준 기기가 표시하는 온도입니다. 양의 오차는 온도계가 실제보다 높게 표시한다는 뜻이고, 음의 오차는 실제보다 낮게 표시한다는 뜻입니다.

풀이 예시

0에서 100 °C까지인 온도계를 세 지점에서 확인합니다.

스팬은 100 − 0 = 100 °C입니다. 가장 큰 오차는 +1.40 °C이며, 이는 스팬의 1.40%입니다. 가장 큰 히스테리시스는 0.60 °C, 즉 스팬의 0.60%입니다.

결과 해석

기기 정확도는 일반적으로 스팬 대비 백분율로 표시하므로, 제조업체의 정확도 등급과 비교할 때 백분율을 사용합니다. 등급 1로 표시된 온도계는 스팬의 1% 이내를 유지할 것으로 예상됩니다.

오차는 작지만 히스테리시스가 크다면 눈금이 이동한 것이 아니라 마찰이나 노후한 코일 때문일 가능성이 큽니다. 세 지점 모두에서 오차의 크기가 거의 같다면 포인터가 단순히 어긋난 것이므로 영점 조정 나사로 재설정할 수 있는 경우가 많습니다.

자주 묻는 질문

영점은 왜 0 °C보다 낮아서는 안 되는가?

이 기록에서 영점은 인증하는 작동 범위의 하한입니다. 이 도구는 영점을 0 °C 이상으로 유지하여 스팬이 하한에서 위쪽으로 측정되도록 합니다.

바이메탈 온도계에서 히스테리시스를 일으키는 원인은 무엇인가?

포인터 기구의 마찰과 바이메탈 코일의 탄성 지연입니다. 코일은 가열될 때 따라간 경로와 정확히 같은 경로로 이완되지 않습니다.

오차는 상승할 때 측정해야 하는가, 하강할 때 측정해야 하는가?

둘 다 측정해야 합니다. 양쪽 방향을 기록해야 히스테리시스가 드러납니다. 두 값 중 더 큰 값이 기기를 판단할 때 기준으로 삼는 수치입니다.

스팬이란 무엇인가?

최대 눈금점과 영점에서의 표준값 차이입니다. 교정하는 범위의 폭을 뜻합니다.

이 기록을 다른 다이얼 온도계에도 사용할 수 있는가?

그렇습니다. 동일한 세 지점 방법과 공식은 가스 충전식 및 액체 충전식 온도계를 포함한 모든 기계식 다이얼 온도계에 적용됩니다.