راهنمای محاسبه عدم قطعیت کالیبراسیون نمایشگرهای دما

راهنمای محاسبه عدم قطعیت کالیبراسیون نمایشگرهای دما :

نمایشگرهای دما تجهیزاتی برای قرائت دمای اندازه گیری شده توسط سنسورهای دما مانند ترموکوپل ها و سنسورهای مقاومتی می باشند که با اندازه گیری سیگنال های الکتریکی خروجی ازسنسورها مانند ولتاژ و مقاومت و تبدیل آن به مقادیر متناظر دما کار می کنند.

کالیبراسیون الکتریکی نمایشگرهای دما با شبیه سازی سیگنال های متناظر الکتریکی خروجی از سنسورهای دما توسط کالیبراتورهای شبیه ساز که معمولا منابع تولید ولتاژ و مقاومت هستند انجام می شود. با توجه به اهمیت گزارش عدم قطعیت کالیبراسیون جهت تعیین معیارهای پذیرش و مقایسات داخل یا بین آزمایشگاهی و اطمینان از کیفیت نتایج کالیبراسیون در این مقاله به مولفه های عدم قطعیت کالیبراسیون نمایشگرهای دما اشاره و نکات مهم در کالیبراسیون آنها بیان می گردد.

بصورت معمول از دماسنج های ( سنسورهای ) مقاومتی و ترموکوپل جهت اندازه گیری و کالیبراسیون یا کنترل دما استفاده می شود.سنسورهای مقاومتی دارای یک المان مقاومتی هستند که با تغییر دما مقاومت آن تغییر کرده و با اندازه گیری این مقاومت دمای محیط اندازه گیری یا اندازه ده تعیین می شود. دماسنج های مقاومتی RTD در انواع مختلفی چون پلاتینی PRT ، مسی CRT ، نیکلی NRT ، ترکیب اکسیدهای فلزی (ترمیستورهای NTC ) و ترکیب سیلیکونی (ترمیستورهای PTC ) ساخته می شوند.

نکته: علت نامگذاری PRT ها (دماسنج های مقاومتی پلاتینی) بصورت PT100 یا PT1000 مقدار مقاومت آنها در دمای صفر درجه سلسیوس می باشد.

در دماسنج های ترموکوپل با استفاده از پدیده ترموالکتریک به اندازه گیری دما می پردازیم.

در مکانیزم الکتروموتیو با اندازه گیری ولتاژ ایجاد شده در محل اتصال دو فلز غیرهمجنس (Hot Junction) و مقایسه آن با دمای پیوندگاه سرد (Cold Junction) عمل اندازه گیری دما انجام می شود.مطابق قراردادهای بین المللی با توجه به جنس دو فلز استفاده شده در ساخت ترموکوپل نوع یا تایپ ترموکوپل مشخص می گردد. ترموکوپل ها در انواعی چون R,B,S,K,J,E,N,T وجود دارند بعنوان مثال در تایپ K جنس پایه های مثبت و منفی از نیکل – کروم و نیکل آلومینیوم و در تایپ T از مس و مس-نیکل می باشد.باتوجه به جنس ترموکوپل ها ، دمای قابل اندازه گیری تعیین می گردد.برای نمونه گستره اندازه گیری ترموکوپل تایپ K از 200 درجه زیر صفر تا 1376 درجه بالای صفر درجه سلسیوس می باشد.

کالیبراسیون سنسورهای دما به دوصورت مقایسه ای و استفاده از نقاط ثابت دمایی انجام می شود. در روش مقایسه ای یک سنسور دما در محیطی همگن و پایدار دمایی با دماسنجی با درستی بالاتر مقایسه می شود و در روش نقاط ثابت ، دماسنج در مجاورت نقاط ثابت دمایی مطابق استاندارد ITS-90 مانند نقطه سه گانه آب Water Tipple Point یا بخار نیتروژن یا ذوب قلع قرار گرفته و کالیبره می شود. استفاده از نقاط ثابت دمایی به مراتب از درستی بالاتری برخوردار بوده و عدم قطعیت کالیبراسیون آن کوچک تر می باشد.

تجهیزات و اطلاعات لازم برای کالیبراسیون نمایشگر دمای مقاومتی :

منابع شبیه ساز مقاومت (کالیبراتور یا منبع تولید مقاومت) یا مقاومت های استاندارد

دسترسی به جداول استاندارد تبدیل مقاومت به دما (بعنوان مثال استاندارد IEC 751)