Jak správně zkalibrovat 0 stupňů Celsia na teploměru TE-166?

Experimentálním objektem pro tento článek je digitální teploměr s rozlišením 0,01 stupně Celsia nebo vyšším. Kalibrační experiment se provádí porovnávací metodou. Standardní vybavení použité pro kalibraci je uvedeno v tabulce 1.

2. Experimentální obsah

Klasifikace a experimentální analýza teplotních senzorů, existují následující situace:

1. Digitální teploměr s vodotěsným senzorem a délkou, která splňuje požadavky na hloubku zapichování (hloubka zapichování > 10 cm).

Snímač lze pro kalibraci vložit přímo do termostatu.

2. Digitální teploměr s vodotěsným senzorem o délce ≤ 5 cm.

Aby bylo možné splnit požadavky na hloubku zapichování, musí být senzor kalibrován ve skleněné trubici. V tabulce 2 je rozdělen do dvou případů zpracování podle různých teplotních zón:

3. Digitální teploměr s nevodotěsným senzorem.

Kalibrace tohoto typu digitálního teploměru je v tabulce 3 rozdělena do dvou případů v závislosti na teplotním rozsahu.

4.3 Porovnání kalibračních metod

Z obr. 1 lze usoudit, že metoda kalibrace s přímým kontaktem se zdrojem tepla má nejrychlejší rychlost vedení tepla senzorem a nejkratší dobu potřebnou k dosažení konstantní teploty; metoda kalibrace vzduchovou trubicí má nejpomalejší rychlost vedení tepla senzorem a nejdelší dobu potřebnou k ohřevu a dosažení konstantní teploty.

Zaprvé, další problémy, které vyžadují pozornost

1. Digitální teploměry, které používají jako teplotní senzory platinové rezistory, obvykle pracují v teplotním rozsahu -200 stupňů Celsia. Některé senzory jsou kratší a musí být připojeny k přívodním vodičům. Pro spojení senzoru a vodiče se obvykle používá teplotně odolné lepidlo.

Například pájené spojení: bod tání čistého cínu je 231 stupňů Celsia a bod tání pájky bude nižší. Obecně je horní hranice pojistné teploty pájky 170 stupňů Celsia. Proto je nutné před kalibrací vyhodnotit teplotní odolnost vodičů testovaného zařízení, aby se zabránilo nadměrné teplotní odolnosti. Horní hranice poškodí senzor.

2. U senzorů s malým průměrem (≤2 mm) by měl být senzor během kalibračního procesu zajištěn požadavek na hloubku zasunutí, bez ohledu na to, zda je senzor vodotěsný či nikoliv, zasunut do kalibrační trubice tak, aby se zabránilo jeho vznášení v lázni s konstantní teplotou kvůli nízké hmotnosti senzoru a odchylce měření způsobené nedodržením požadavku na hloubku zasunutí.

3. Aby byla zajištěna stabilita kalibračního stavu přístroje, měl by být před testováním umístěn v laboratorním prostředí s konstantní teplotou. Digitální teploměry napájené střídavým proudem by se měly před kalibrací zahřívat déle než 15 minut (nebo dle požadavků výrobce); digitální teploměry s funkcí externího nastavení nuly lze po zahřátí justovat a během kalibračního procesu není dovoleno test přerušit a znovu justovat.

4. Digitální teploměr je napájen z klimatizace a stejnosměrným proudem. Digitální teploměry se stejnosměrným proudem obvykle zvyšují odchylku kalibračního výsledku, když je napětí na displeji nízké. Proto je třeba přístroj před kalibrací zapnout a zkontrolovat, zda má testované zařízení dostatečné napájení.

Digitální teploměr má mnoho výhod při měření teploty a jeho oblasti použití pokrývají širokou škálu průmyslu, zemědělství a lékařství. Vzhledem k tomu, že neexistují žádné relevantní národní inspekční předpisy ani kalibrační specifikace pro digitální teploměry, které by mohly být vodítkem pro sledovatelnost a přenos hodnot, je obsah tohoto článku založen pouze na mých opakovaných experimentálních operacích po mnoho let a na analýze a statistikách velkého množství experimentálních dat a odkazuje na příslušné kalibrační předpisy a související výkonnostní specifikace.

Vzhledem k poptávce a rozvoji trhu je obzvláště naléhavé vydat systematičtější a přísnější rámec pracovních pokynů. Doufá se, že systém kalibrace digitálních teploměrů bude komplexnější a měřicí instituce budou moci získat přesnější, efektivnější a pohodlnější testovací služby.

Tato stránka byla speciálně vytvořena pro podrobný popis metody kalibrace 0°C pro teploměr TE-166.

Co dělá kalibrace?
V první řadě budete mít jistotu, že teploměr správně ukazuje 0 (nulu) stupňů Celsia. Kalibrace však není vůbec nutná, zvláště pokud nerozumíte, proč je potřeba, protože teploměr je zkalibrován již z výroby.

Přesnost kalibrace.
Přesnost modelu TE-166 je ±1°C. Rozlišení je 0,1°C.
Navzdory kalibraci má každý teploměr „drift“ hodnot. Že. Časem nově kalibrovaný teploměr změní naměřené hodnoty o 0,1°C-0,3°C. Tyto výkyvy jsou v rámci přesnosti zařízení a závisí na mnoha faktorech, které jsou z 99 % kompenzovány samotným zařízením: okolní teplota, napětí baterie, relativní vlhkost atd. Přesnost odečtů klesá směrem k okrajům rozsahu měření. V blízkosti 300°С bude přesnost zařízení ±3°С.

Co je potřeba pro kalibraci?
V první řadě budete potřebovat termoska a led z mrazáku. Soustředíme se na to sklenice, hrnek a jakékoliv jiné nádoby kromě termosky nejsou vhodné. Už se stalo mnoho případů, kdy lidé přinesli teploměr a řekli, že po kalibraci neukazuje správně. Takovým kupujícím je přitom velmi těžké vysvětlit, že nulu kalibrovali teplotou stěn skla a to vůbec není 0°C, ale např. +1°C~+. 3 °C. To ale uvidíte až poté, co si zkalibrujete teploměr pomocí termosky a poté vezmete sklenici s ledem a zkusíte v ní změřit teplotu.
Tak: vzít termoska a pouze termoska (jakýkoli kov nebo sklo). Pokud termosku nemáte, neexperimentujte a spokojte se s tovární kalibrací!

kde začít? Připravíme si nejprve vodu o teplotě 0°C
Otevřete kohoutek, pusťte studenou vodu, nalijte 5 litrů vody. V zimě je teplota studené vody z kohoutku 3°C~8°C a v létě 9°C~15°C. Proto bude v létě potřeba více ledu. Obecně budete potřebovat 1 šálek studené vody. Voda by měla pokrývat 5-7 cm sondy. Přidejte led, počkejte 3 minuty. Smíchejte led a vodu. Pokud nezbývá dostatek ledu, přidejte více ledu. Počkejte další 3 minuty. Několik kousků tajícího ledu by mělo neustále plavat na hladině vody v termosce po celou dobu kalibrace. Z kurzu fyziky víme, že je to 0°C. A potřebujeme jen stabilní referenční bod 0°C. Nyní jsme se přiblížili okamžiku kalibrace. Začněme.

Příprava teploměru na kalibraci
Vezměte teploměr. Vložte dobrou baterii s napětím naprázdno alespoň 1,5 V, nejlépe novou nebo mírně použitou. Zasuňte zástrčku vodiče se snímačem do konektoru teploměru. Stiskněte tlačítko „ON/OFF“ pro zapnutí zařízení, počkejte asi půl minuty, než teploměr projde fází autotestu. Ponořte sondu zařízení do termosky s tajícím ledem na 3-5 minut. Méně času na kalibraci se neukazuje, protože chceme dosáhnout maximální přesnosti!

Nyní je vše připraveno ke kalibraci. Vzhledem k tomu, že teploměr je již zkalibrován z výroby, je v něm zabudována „ochrana proti nesprávné kalibraci“ z jednoduchého důvodu, aby při teplotě +0 °C neukazoval 20 °C a v případě náhodného stisknutí tlačítka kalibrace na pokojové teplotě, nestane se nic špatného a teploměr nezmění své údaje, protože Teploměr lze zkalibrovat pouze o 1°C v jednom kroku!

Kalibrace
Umístěte sondu do termosky tak, aby byla ponořena do hloubky 5-7 centimetrů. Počkejte 3 minuty. Poté stiskněte a podržte tlačítko „CAL“ po dobu 2-3 sekund. To je vše, teploměr je zkalibrován. Bez vyjmutí teploměrové sondy z termosky smíchejte s plovoucím ledem s vodou, poté sledujte posun teploty o několik desetin stupňů a v případě potřeby kalibraci zopakujte.

Kontrolní opatření:
Nepřehřívejte teplotní senzor – zaručeně selže. Je přísně zakázáno udržovat senzor na otevřeném ohni, ať už je to zapalovač, plynový hořák nebo oheň. Také byste se neměli dotýkat stěn kovové misky stojící na ohni, i když je uvnitř misky nalita voda. Teploměr byste také neměli nechávat např. v mase při jeho bezprostřední úpravě, tzn. smažit, udržovat v ohni. V tomto případě může selhat i vaše sonda a bez ní je měřicí jednotka k ničemu. A samozřejmě chraňte samotnou měřicí jednotku před působením vysokých teplot, páry a vody.

Pojďme zkontrolovat?
Nyní můžete začít provádět přesná měření. Můžete měnit teplotu kapalných, neagresivních kapalin, ale i viskózních a sypkých produktů. Při měření je třeba vzít v úvahu, že teploměr je inerciální zařízení. Jeho sonda se postupně dostává do stavu termodynamické rovnováhy s okolím. Čím více času tedy strávíte měřením teploty měřeného média, tím přesnější budou odečty. To znamená, že pokud předchlazenou sondu ponoříte na 10 sekund do vroucí vody, naměřené hodnoty mohou být 80-90°C. Ale během 1,5-2 minut dosáhnete přesnosti na desetiny stupně a uvidíte např. 99,1°C. Nebojte se toho. Za prvé, přesnost přístroje je přibližně 1°C a směrem k okrajům rozsahu měřených teplot přesnost klesá ještě více, až na ±3°C. Za druhé, zkontrolujte, v jaké výšce vodu vaříte, respektive pod jakým tlakem. Faktem je, že bod varu vody závisí na atmosférickém tlaku. Proto ve výšce Everestu nemůžete uvařit ani vejce ve vroucí vodě. Tam bude bod varu sladké vody pouze 82°C! Na hladině moře při tlaku 760 mmHg voda vře při 100°C. Mějte tedy také barometr na kontrolu tlaku. Korekce ±1°С by měla být převzata z tabulkových hodnot, což je opak atmosférického tlaku. Níže uvádíme (pro referenční účely) tabulku závislosti bodu varu čerstvé vody na atmosférickém tlaku.

Bod varu sladké vody při atmosférickém tlaku v mm Hg. Umění.