Что влияет на точность лабораторного термометра ?

На качество, прогнозируемость нашей жизни, работу оборудования огромное влияние оказывают процессы точного измерения температуры.
И если большинство граждан максимум что делают в контрольно-температурном плане это откинут занавеску и взглянуть на окно, чтобы посмотреть на шкалу уличного градусника, конечно же сфера использования термометров значительно шире.

1. Водители (если такой прибор предусмотрен на табло - в качестве цифрового индикатора или просто аварийного светового сигнализатора) контролируют температуру охлаждающей жидкости. И если вентилятор не справляется и стрелка или цифра "ползет" в красную перегретую зону, это точно означает, то скорее всего система завоздушена или антифриз просто вытек.
2. Повара измеряют температуру еды – как полуфабрикатов, так и готовых блюд – от мясных до кулинарных, вставляя остроконечный щуп в мягкую, вязкую или даже жидкую массу продукта. Вкус - это репутация, а значит заработок. Как впрочем и наоборот.
3. Если же говорит о практике измерения температуры в лаборатории, то здесь без приборов никак не обойтись – как ручных, так и автоматики. Те же дистилляторы не должны перегреваться, как и водяные бани. Более того, встроенный термометр лабораторный в систему должен быть отградуирован очень точно, как минимум до градуса, поскольку стандарты подразумевают нагрев до строго заданной температуры.

И сегодня мы будем говорит что же влияет на точность термометров в лаборатории

Сразу отметим, что температура это мера активности движения (кинетической энергии) субатомных частиц. Ни в бытовых, ни даже в лабораторных условиях, кроме научных узкоспециализированых, которые даже есть не в каждой стране, поэтому и говорить о них не будем (только обозначим - это криолаборатории), измерить эту энергию непосредственно невозможно.

Приведем несколько примеров. Это может быть расширение жидкости (ртутные, спиртовые и вообще жидкостные градусники), термопары, термисторы. То есть, как видим, температура, которая является непосредственно не измеряемой, преобразуется в ту или иную физическую величину и только после этого ее значение уже переводится в привычные нам градусы (Цельсия, Кельвина или Фаренгейта).
Более того, каждая из приведенных нами шкал является условной и привязанной к разным контрольным точкам.

Но так или иначе выбора у нас нет, измерять температуру нужно и если идет речь о режимах работы лабораторного нагревательного оборудования, процессах химических реакций, то точность термометров должна быть достаточной высокой. Более того, со временем часть из термометров увеличивают погрешность, т.е. показания начинают "плыть". И требуется поверка и калибровка. Если такая возможность технически предусмотрена. И если остаточное техническое состояние позволяет. Иначе придется покупать новый прибор.

Такие понятия, как точность и достоверность подразумевают, что есть измерители более точные и менее точные. А с чем сравнивать ? С эталоном. Это может быть например прецизионный платиновый термометр.

Но почему же точность термометров может выходит за паспортные пределы ? То есть начинает “дрейфовать”.

При изготовлении использованы низкокачественные материалы

Низкое качество сырья или производственных процессов может привести к созданию некачественных приборов, которым нельзя доверять. Бренды с невысоким доверием, которые экономят на качестве разработки, конструкции, деталях, инженерах, печатных палатах, тестировании, сборке, производят низкокачественные термометры, которым конечно же не место в лабораториях.

Механические воздействия

Это касается практически всех видов термометров:

• металлические пружины в циферблатных термометрах при частом использовании быстро выходят из строя и требуют постоянной калибровки. Впрочем это недостаток любой механики. Как например мембран в манометрах;
• стеклянные термометры могут разбиться при падении, могут появиться трещины при резких изменениях температуры (если конечно первоначально нет заводского брака);
• правда, термопары, особенно внутри прочных зондов, гораздо более устойчивым к вибрациям и даже ударам;
• термисторы, как и любые полупроводниковые компоненты, теряют со временем свои свойства.

Экстремальные условия

Измерение температуры за пределами как верхнего так и нижнего диапазона, может повлиять на задекларированную точность и если прибор и не выйдет из строя, то может потребовать калибровки.
Даже если датчик рассчитан на очень широкий диапазон, это не означает, что для них нужно проводить стресс-тесты на пределы, перегревая или наоборот чрезмерно охлаждая. У каждого термометра есть свой ресурс и он в значительной мере определяется мягким или жестким режимом (постоянно на границе температурных пределов). Желательно чтобы был солидный “запас” по диапазону и не перегружать сенсор.

Сборка

Если речь идет о термометрах с термопарой, последние должны быть качественно изготовлены (качество металлов и места спайки). В электронных все проводки, датчики, дисплей должны быть хорошо собраны и пропаяны, чтобы прослужить весь срок службы.
У щуповых, зонд не доложен быть погнут, а у жидкостных обратить внимание на целостность стеклянного корпуса.

Скорость

Или другими словами инерционность. Это касается практически всех термометров в лаборатории. Потребуется несколько секунд или даже десятков секунд, прежде чем аппарат среагирует и показания стабилизируются. Если же не дождаться этого момента, результату доверять нельзя.