Що впливає на точність лабораторного термометра?

Posted by   Tech Text
25/08/2023

На якість, прогнозованість нашого життя, роботу обладнання впливають процеси точного вимірювання температури.
І якщо більшість громадян максимум що роблять у контрольно-температурному плані, це відкинуть фіранку, щоб поглянути на вікно, щоб подивитися на шкалу вуличного градусника, звичайно ж сфера використання термометрів значно ширша.

  1. Водії (якщо такий прилад передбачений на табло - як цифровий індикатор або просто аварійний світловий сигналізатор) контролюють температуру рідини, що охолоджує. І якщо вентилятор не справляється і стрілка чи цифра "повзе" в червону перегріту зону, це точно означає, то швидше за все в системі повітря або антифриз просто витік.
  2. Кухарі вимірюють температуру їжі – як напівфабрикатів, так і готових страв – від м'ясних до кулінарних, вставляючи гострий щуп у м'яку, в'язку або навіть рідку масу продукту. Смак - це репутація, отже заробіток. Як, втім, і навпаки.
  3. Якщо ж говорить про практику вимірювання температури в лабораторії, то тут без приладів ніяк не обійтись – як ручних, так і автоматики. Ті ж дистилятори не повинні перегріватись, як і водяні бані. Більше того, вбудований лабораторний термометр в систему повинен бути відградуйований дуже точно, як мінімум до градуса, оскільки стандарти мають на увазі нагрівання до строго заданої температури.

І сьогодні ми будемо говорити, що впливає на точність термомтерів в лабораторії

Відразу відзначимо, що температура є мірою активності руху (кінетичної енергії) субатомних частинок. Ні в побутових, ні навіть у лабораторних умовах, крім наукових вузькоспеціалізованих, які навіть є не в кожній країні, тому й говорити про них не будемо (тільки позначимо – це кріолабораторії), виміряти цю енергію безпосередньо неможливо.

Тому всі прилади, що вимірюють температуру, визначають її непрямим методом залежно від різновиду датчика того чи іншого термометра.

Наведемо кілька прикладів. Це може бути розширення рідини (ртутні, спиртові та взагалі рідинні градусники), термопари, термістори. Тобто, як видно, температура, яка є безпосередньо не вимірюваною, перетворюється на ту чи іншу фізичну величину і лише після цього її значення вже переводиться у звичні нам градуси (Цельсія, Кельвіна чи Фаренгейта).
Більше того, кожна з наведених нами шкал є умовною та прив'язаною до різних контрольних точок.

Але так чи інакше вибору у нас немає, вимірювати температуру потрібно і якщо йдеться про режими роботи лабораторного нагрівального обладнання, процеси хімічних реакцій, то точність термометрів має бути достатньою високою. Понад те, згодом частина термометрів збільшують похибку, тобто свідчення починають "плисти". І потрібна перевірка та калібрування. Якщо таку можливість технічно передбачено. І якщо залишковий технічний стан дозволяє. Інакше доведеться купувати новий прилад.

Такі поняття, як точність і достовірність мають на увазі, що є вимірники точніші і менш точні. А з чим порівнювати? Із еталоном. Це може бути, наприклад, прецизійний платиновий термометр.

Але чому ж точність термометрів може виходити за паспортні межі? Тобто починає “дрейфувати”.

При виготовленні використано низькоякісні матеріали

Низька якість сировини або виробничих процесів може спричинити створення неякісних приладів, яким не можна довіряти. Бренди з невисокою довірою, які економлять на якості розробки, конструкції, деталях, інженерах, друкованих палатах, тестуванні, збиранні, виробляють низькоякісні термометри, яким, звичайно ж, не місце в лабораторіях.

Механічні впливи

Це стосується практично всіх видів термометрів:

  • металеві пружини в циферблатних термометрах при частому використанні швидко виходять з ладу та вимагають постійного калібрування. Втім, це недолік будь-якої механіки. Як наприклад мембран у манометрах;
  • скляні термометри можуть розбитися при падінні, можуть з'явитися тріщини при різких змінах температури (якщо звичайно спочатку немає заводського браку);
  • правда, термопари, особливо всередині міцних зондів, набагато більш стійкі до вібрацій і навіть ударів;
  • термістори, як і будь-які напівпровідникові компоненти, втрачають згодом свої властивості.

Екстремальні умови

Вимірювання температури за межами як верхнього так і нижнього діапазону може вплинути на задекларовану точність і якщо прилад і не вийде з ладу, то може вимагати калібрування.
Навіть якщо датчик розрахований на дуже широкий діапазон, це не означає, що для них потрібно проводити стрес-тести на межі, перегріваючи або, навпаки, надмірно охолоджуючи. Кожен термометр має свій ресурс і він значною мірою визначається м'яким або жорстким режимом (постійно на межі температурних меж). Бажано, щоб був солідний "запас" по діапазону і не перевантажувати сенсор.

Складання

Якщо йдеться про термометри з термопарою, останні мають бути якісно виготовлені (якість металів та місця спайки). В електронних всі проводки, датчики, дисплей повинні бути добре зібрані та пропаяні, щоб прослужити весь термін служби.
У щупових, зонд не повинен бути погнутий, а у рідинних звернути увагу на цілісність скляного корпусу.

Швидкість

Або іншими словами інерційність. Це стосується практично всіх термометрів у лабораторії. Потрібно кілька секунд або навіть десятків секунд, перш ніж апарат зреагує та показання стабілізуються. Якщо ж не дочекатися цього моменту, результату довіряти не можна.

Недавнее