Ποιοι παράγοντες πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την επιλογή μιας μεθόδου και οργάνων μέτρησης θερμοκρασίας

Η επιτυχής λύση του ελέγχου της διαδικασίας θερμοκρασίας σε οποιοδήποτε συγκεκριμένο αντικείμενο συχνά καθορίζεται από τη σωστή επιλογή μεθόδου μέτρησης και συσκευής μέτρησης. Το έργο της επιλογής μιας μεθόδου και μιας συσκευής μέτρησης είναι αρκετά δύσκολο, αφού πρέπει να αναζητηθεί η βέλτιστη λύση, λαμβάνοντας υπόψη πολλούς, συχνά αντιφατικούς παράγοντες.

Υπάρχουν συχνά περιπτώσεις που αυτό το πρόβλημα δεν μπορεί να λυθεί με επιτυχία και οι επιθυμητές τιμές θερμοκρασίας πρέπει να βρεθούν έμμεσα, χρησιμοποιώντας τα αποτελέσματα των μετρήσεων άλλων φυσικών παραμέτρων του αντικειμένου, που σχετίζονται φυσικά με τη θερμοκρασία. Οι κύριοι παράγοντες που καθορίζουν την επιλογή της μεθόδου μέτρησης περιγράφονται συνοπτικά παρακάτω.

Μετρημένο εύρος θερμοκρασίας

Αυτός ο παράγοντας είναι κρίσιμος. Αν και είναι γνωστές πολλές μέθοδοι για μετρήσεις στο εύρος ανυψωμένων θερμοκρασιών, με τη μέτρηση της μετρούμενης θερμοκρασίας, ο αριθμός τέτοιων μεθόδων περιορίζεται όλο και περισσότερο.

Κοίτα:Μέθοδοι και όργανα μέτρησης θερμοκρασίας

Δυναμική της ερευνητικής διαδικασίας

Κατά τη μελέτη μεταβλητών και ιδιαίτερα βραχυπρόθεσμων θερμικών διεργασιών, η θερμική αδράνεια των θερμικών ανιχνευτών αποτελεί συχνά σημαντικό περιορισμό της δυνατότητας εφαρμογής των μεθόδων επαφής για τη μέτρηση των θερμοκρασιών. Οι δυσκολίες που προκύπτουν σε αυτό το πλαίσιο μπορούν σε πολλές περιπτώσεις να ξεπεραστούν με την εισαγωγή διορθώσεων που υπολογίζονται με τις κατάλληλες μεθόδους ή με τη χρήση ειδικών συσκευών διόρθωσης.

Ωστόσο, εάν η αλλαγή της θερμοκρασίας του αντικειμένου που εξετάζεται συνοδεύεται από αλλαγή των συνθηκών μεταφοράς θερμότητας, τότε η παρουσία θερμικής αδράνειας του θερμικού ανιχνευτή θα οδηγήσει όχι μόνο σε καθυστέρηση στις μετρήσεις της συσκευής, αλλά επίσης σε παραμόρφωση του σχήματος της καταγεγραμμένης καμπύλης μεταβολής της θερμοκρασίας.

Σε συσκευές που βασίζονται στη χρήση μεθόδων μέτρησης θερμοκρασίας χωρίς επαφή, μπορούν να χρησιμοποιηθούν δέκτες με πολύ μικρή χρονική σταθερά, επεκτείνοντας έτσι σημαντικά το δυναμικό εύρος μετρήσεων. Στην περίπτωση αυτή, τα δυναμικά χαρακτηριστικά της συσκευής εγγραφής που χρησιμοποιείται γίνονται περιοριστικός παράγοντας.

Ακρίβεια μετρήσεων

Οι απαιτήσεις για την ακρίβεια της μέτρησης της θερμοκρασίας με τις επιλεγμένες μεθόδους αντιστοιχούν στο επιτρεπόμενο σφάλμα μέτρησης αυτής της παραμέτρου που καθορίζεται από αυτήν την τεχνολογική διαδικασία.

Λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιαιτερότητες των μετρήσεων θερμοκρασίας, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι το επιτρεπόμενο σφάλμα στη μέτρηση οργάνων με το επιλεγμένο σύνολο (θερμικός ανιχνευτής με συσκευή μέτρησης) δεν πρέπει να είναι ίσο με το επιτρεπόμενο σφάλμα στη μέτρηση θερμοκρασίας, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις είναι πολύ λιγότερο.

Το απαραίτητο περιθώριο ακρίβειας του συνόλου μέτρησης θα πρέπει να δεσμεύεται για την αναμενόμενη αστάθεια των χαρακτηριστικών του θερμικού ανιχνευτή, η οποία συναντάται συχνά κατά τη μέτρηση υψηλών θερμοκρασιών, καθώς και για τις αναμενόμενες τιμές του τυχαίου στοιχείου της μεθοδολογίας και του τυχαίου συνιστώσα των δυναμικών σφαλμάτων για δεδομένες συνθήκες μέτρησης.

Κατά τον καθορισμό της απαιτούμενης τάξης ακρίβειας της χρησιμοποιούμενης συσκευής μέτρησης ή καταγραφής, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ότι η κατηγορία ακρίβειας χαρακτηρίζει το επιτρεπτό βασικό σφάλμα της συσκευής, εκφρασμένο ως ποσοστό του συνόλου της κλίμακας της συσκευής. το επιτρεπόμενο σφάλμα θα είναι το ίδιο σε οποιοδήποτε σημείο της κλίμακας.

Επομένως, η συσκευή μπορεί να έχει τέτοια τιμή θεμελιώδους σφάλματος σε οποιοδήποτε σημείο της κλίμακας της. Επομένως, η σχετική τιμή αυτού του σφάλματος που σχετίζεται με την ίδια τη μετρούμενη τιμή θα είναι τόσο μεγαλύτερη όσο πιο κοντά είναι η τιμή της μετρούμενης τιμής στην αρχή της κλίμακας.

Ας το εξηγήσουμε αυτό με ένα παράδειγμα. Σε μια συσκευή μέτρησης κατηγορίας 0,5 με κλίμακα 500 — 1500 ° C, η απόλυτη τιμή του επιτρεπόμενου σφάλματος είναι 5 μοίρες σε κάθε σημείο της κλίμακας. Η βασική τιμή σφάλματος για αυτήν τη συσκευή μπορεί να φτάσει μια αποδεκτή τιμή.

Η σχετική τιμή του σε αυτή την περίπτωση μπορεί να κυμαίνεται από 5/1500 (0,3%) στο τέλος της κλίμακας έως 5/500 (1%) στην αρχή της κλίμακας. Επομένως, συνιστάται να επιλέξετε μια συσκευή μέτρησης με τέτοιο εύρος μεταβολών κλίμακας ώστε οι αναμενόμενες τιμές της μετρούμενης τιμής να χωρούν στο τελευταίο τρίτο της κλίμακας.

Εάν ο υπολογισμός των σχετικών σφαλμάτων πραγματοποιείται σε σχέση με τη θερμοκρασία, τότε συνιστάται να γίνεται σε σχέση όχι με την απόλυτη τιμή της θερμοκρασίας, αλλά μόνο με το διάστημα θερμοκρασίας που καλύπτει την εξεταζόμενη διαδικασία..

Μάλιστα, ανάλογα με την κλίμακα (βαθμοί Kelvin ή Κελσίου) στην οποία εκφράζεται μια δεδομένη τιμή θερμοκρασίας, το σχετικό σφάλμα της μέτρησης θα έχει διαφορετική τιμή, η οποία δεν μπορεί να θεωρηθεί αποδεκτή.

Μέτρηση ευαισθησίας οργάνου

Κατά την επιλογή μιας συσκευής μέτρησης, είναι απαραίτητο να δοθεί προσοχή στο γεγονός ότι η ευαισθησία της αντιστοιχεί στην απαιτούμενη ακρίβεια μέτρησης και παρέχει την απαραίτητη χρονική ανάλυση των αποτελεσμάτων της μελέτης της μεταβλητής διαδικασίας.

Είναι λανθασμένη η άποψη ότι η πιο ευαίσθητη συσκευή μέτρησης μπορεί να παρέχει την υψηλότερη ακρίβεια μέτρησης, η οποία συχνά δεν απαιτείται καν για τη μελέτη αυτής της διαδικασίας. Η χρήση μιας συσκευής με υπερβολικά υψηλή ευαισθησία μπορεί να δημιουργήσει μια εσφαλμένη εντύπωση για τη δυναμική της διαδικασίας που μελετήθηκε.

Μια τέτοια συσκευή μπορεί να είναι ιδιότροπη υπό αυτές τις συνθήκες λειτουργίας και οι μετρήσεις της θα επηρεαστούν από διάφορους παράπλευρους παράγοντες (άνεμος που φυσάει στο δωμάτιο, δονήσεις), δημιουργώντας μια αυξημένη διακύμανση στις ενδείξεις που δεν είναι χαρακτηριστική αυτού του φαινομένου.

Από την άλλη πλευρά, η χρήση μιας συσκευής με πολύ χαμηλή ευαισθησία δεν θα επιτρέψει την παρατήρηση μικρών αλλά χαρακτηριστικών διακυμάνσεων αυτής της διαδικασίας, με αποτέλεσμα να προκύψει μια εσφαλμένη εντύπωση σταθερότητας σε υψηλή θερμοκρασία αυτής της διαδικασίας.

Χημικές αλληλεπιδράσεις

Όταν αποφασίζετε για τη δυνατότητα χρήσης αυτής της συσκευής για τη μέτρηση υψηλών θερμοκρασιών ενός υγρού ή αερίου μέσου, ο βαθμός αλληλεπίδρασης, αφενός, του μέσου και των υλικών του θερμικού ανιχνευτή που εισάγεται σε αυτό είναι συχνά καθοριστικός, και από την άλλη πλευρά, η αλληλεπίδραση μεμονωμένων τμημάτων του ίδιου του θερμικού ανιχνευτή.

Αυτή η ομάδα φαινομένων περιλαμβάνει επίσης την καταλυτική επίδραση που εμφανίζεται στην επιφάνεια των μετάλλων της ομάδας της πλατίνας σε μείγματα καυσίμων αερίων. Ως χημικά αδρανείς ουσίες σε σχέση με μείγματα εύφλεκτων αερίων, η πλατίνα και το παλλάδιο επιταχύνουν την αντίδραση των συστατικών του μείγματος με έντονη απελευθέρωση θερμότητας στην επιφάνεια του καταλύτη, θερμαίνοντάς τον.

Επομένως, οι μετρήσεις των θερμικών ανιχνευτών με μέρη πλατίνας ή παλλαδίου σε άμεση επαφή με εύφλεκτα μείγματα δεν χαρακτηρίζουν τη θερμοκρασία ισορροπίας που δημιουργείται μεταξύ του θερμικού ανιχνευτή και του περιβάλλοντος, αλλά μια σημαντικά υψηλότερη θερμοκρασία που προκαλείται από καταλυτική θέρμανση.

Δείτε επίσης:Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα διαφορετικών αισθητήρων θερμοκρασίας