Narzędzie do kalibracji termometru bimetalicznego

To narzędzie tworzy protokół kalibracji trzypunktowej termometru bimetalicznego. Wprowadź temperaturę wzorcową oraz dwa odczyty wykonane w każdym punkcie, a narzędzie obliczy błąd, histerezę oraz obie wartości jako procent zakresu pomiarowego.

Czym jest termometr bimetaliczny

Termometr bimetaliczny mierzy temperaturę za pomocą paska złożonego z dwóch połączonych ze sobą metali. Metale rozszerzają się o różną wartość pod wpływem ciepła, więc pasek się wygina. Pasek jest zwykle zwinięty w spiralę, która obraca wskazówkę na tarczy.

Ponieważ spirala jest elementem mechanicznym, nie wraca dokładnie do tej samej pozycji, gdy temperatura spada, jak wtedy, gdy rośnie. Ta różnica nazywana jest histerezą, a kalibracja ją mierzy.

Dlaczego trzy punkty

Kalibracja sprawdza przyrząd w całym zakresie roboczym. Zwykle wymagane jest co najmniej trzy punkty:

• punkt zerowy, na dolnym końcu zakresu
• punkt środkowy, blisko połowy zakresu
• punkt pełnego zakresu, na górnym końcu zakresu

W każdym punkcie temperatura jest najpierw osiągana od dołu, a potem od góry, więc rejestrowane są oba kierunki.

Wzory

błąd przy wzroście = odczyt przy wzroście − wzorzec

błąd przy spadku = odczyt przy spadku − wzorzec

histereza = |odczyt przy wzroście − odczyt przy spadku|

zakres pomiarowy = wzorzec w punkcie pełnego zakresu − wzorzec w punkcie zerowym

procent zakresu pomiarowego = wartość ÷ zakres pomiarowy × 100

Wartość wzorcowa to temperatura wskazywana przez przyrząd odniesienia, który uznaje się za dokładny. Dodatni błąd oznacza, że termometr wskazuje za dużo; ujemny błąd oznacza, że wskazuje za mało.

Przykład

Termometr o zakresie 0 do 100 °C jest sprawdzany w trzech punktach.

Zakres pomiarowy wynosi 100 − 0 = 100 °C. Największy błąd to +1.40 °C, czyli 1.40% zakresu pomiarowego. Największa histereza to 0.60 °C, czyli 0.60% zakresu pomiarowego.

Interpretacja wyniku

Dokładność przyrządu jest zwykle podawana jako procent zakresu pomiarowego, więc te wartości procentowe porównuje się z klasą dokładności podaną przez producenta. Termometr oznaczony klasą 1 powinien mieścić się w granicach 1% zakresu pomiarowego.

Duża histereza przy małych błędach zwykle wskazuje na tarcie lub zużytą spiralę, a nie na przesuniętą skalę. Błąd o zbliżonej wielkości we wszystkich trzech punktach sugeruje, że wskazówka jest po prostu przesunięta i często można ją wyzerować śrubą regulacji zera.

Najczęściej zadawane pytania

Dlaczego punkt zerowy nie może być niższy niż 0 °C?

W tym protokole punkt zerowy to dolna granica zakresu roboczego, który jest sprawdzany. Narzędzie utrzymuje go na poziomie 0 °C lub wyżej, aby zakres pomiarowy był mierzony od dolnej granicy w górę.

Co powoduje histerezę w termometrze bimetalicznym?

Tarcie w mechanizmie wskazówki oraz opóźnienie sprężyste spirali bimetalicznej. Spirala nie wraca dokładnie tą samą drogą, którą się rozgrzewała.

Czy błąd należy mierzyć przy wzroście, czy przy spadku temperatury?

Oba. Rejestrowanie obu kierunków pozwala zobaczyć histerezę. Gorszą z dwóch wartości należy przyjąć jako miarę oceny przyrządu.

Czym jest zakres pomiarowy?

To różnica między wartościami wzorcowymi w punkcie pełnego zakresu i punkcie zerowym. Jest to szerokość kalibrowanego zakresu.

Czy ten protokół można stosować do innych termometrów tarczowych?

Tak. Ta sama metoda trzypunktowa i te same wzory dotyczą każdego mechanicznego termometru tarczowego, w tym termometrów gazowych i cieczowych.