← Torna alla categoria Calibrazione

Come ridurre il più grande collaboratore di errori nella calibrazione della temperatura

Esistono molte fonti di errore quando si esegue la calibrazione della temperatura in un blocco secco e molto spesso è necessario stabilire un budget di incertezza. L'elenco delle fonti di errore è lungo e comprende:

Di Henrik Bendsen, Product Manager dei calibratori di temperatura JOFRA

Henrik Bendsen, Product Manager dei calibratori di temperatura JOFRA

Henrik Bendsen, Product Manager dei calibratori di temperatura JOFRA

  • Gradiente assiale
  • Gradiente orizzontale
  • Coefficiente di temperatura
  • Caricare
  • Risoluzione
  • Stabilità
  • Deriva
  • Isteresi
  • inserire
  • Inserisci l'età
  • Errore di adattamento alla curva

Normalmente, le specifiche di un calibratore di temperatura si basano su test eseguiti in "condizioni ideali". Ad esempio, il carico dell'inserto viene mantenuto al minimo durante queste "condizioni ideali", il che significa che il calibratore viene caricato solo con un sensore di riferimento. Questo scenario differisce dalle condizioni in cui il calibratore viene effettivamente utilizzato dall'utente finale per calibrare un sensore di grande diametro o anche più sensori calibrati contemporaneamente. Entrambi sono scenari che possono causare errori nei risultati di calibrazione se non si prendono precauzioni.

Quindi, cosa puoi fare per ridurre l'errore nella calibrazione della temperatura? Bene, i due maggiori contribuenti all'errore sono il carico del calibratore e il gradiente assiale, quindi diamo un'occhiata più da vicino a quelli.

Errore dovuto al caricamento

Se un calibratore viene caricato con un sensore di diametro 10 mm, l'errore causato da questo carico può facilmente raggiungere 0,15 ° C o più a seconda del calibratore utilizzato. L'errore dal carico non è un valore fisso ma dipende dal diametro del sensore dell'UUT (Unità in prova).

L'errore causato dal carico può essere facilmente ridotto a un decimo o meno semplicemente usando un riferimento esterno nell'inserto insieme al sensore UUT. Il sensore esterno può essere autonomo insieme a un termometro portatile esterno o, forse ancora meglio, il riferimento esterno può essere collegato direttamente al calibratore.

Collegando il sensore di riferimento esterno al calibratore, il sensore di riferimento può servire a due scopi contemporaneamente. Innanzitutto serve da riferimento per indicare la precisione, ma allo stesso tempo viene utilizzato come sensore di controllo.

Usando un sensore di riferimento esterno, l'errore causato dal carico viene drasticamente ridotto.

Calibrazione della temperatura - Maskiner

Errore dovuto al gradiente assiale

Il modo ideale per calibrare è in un bagno con agitazione molto elevata e quindi ottenere un'omogeneità di temperatura molto elevata attorno al sensore che è calibrato. Esistono diversi motivi per cui questa non è una soluzione pratica. I calibratori da bagno sono spesso grandi e pesanti e quindi non sono pratici per la calibrazione in loco. Inoltre, esiste un problema di sicurezza con il rischio di fuoriuscita di olio caldo e che i sensori vengono "inquinati" con olio di silicone.

Per questi motivi, un calibratore a secco è spesso la soluzione scelta quando si esegue la calibrazione in loco. Il termine omogeneità è ora sostituito da gradienti assiali e radiali mentre ci spostiamo da un bagno liquido a un blocco secco.

A causa dei diametri relativamente piccoli dell'inserto in un calibratore a secco, l'errore di cottura a vapore dal gradiente radiale è normalmente molto piccolo, in genere 0,01 ° C. L'errore dal gradiente assiale è normalmente molto più alto anche con un carico relativamente piccolo. Inoltre, il contributo dell'errore dal gradiente assiale sta cambiando con carichi diversi e temperature diverse.

Come ridurre al minimo gli errori dai gradienti assiali

Il primo passo da compiere per ridurre al minimo l'errore dal gradiente assiale è scegliere un calibratore con un design a doppia zona poiché questi tipi di calibratori hanno una zona di riscaldamento principale nella parte inferiore del calibratore e una zona superiore che esegue la compensazione per la perdita di calore. I calibratori a doppia zona sono dotati di speciali sensori interni in grado di misurare la temperatura nelle due zone e che possono controllare l'energia proveniente dalle singole zone.

In questo modo sono in grado di equalizzare le differenze di temperatura. Per rendere efficiente questo sistema, i sensori di "zona" devono essere posizionati nell'inserto a fianco e molto vicino al sensore UUT.

Per ridurre al minimo il gradiente assiale, questi sensori di zona dovrebbero influenzare direttamente la distribuzione di energia alle due zone di riscaldamento. Il sistema che rende i calibratori a doppia zona in grado di equalizzare la differenza di temperatura è chiamato DLC (Dynamic Load Compensation) ed è in genere disponibile solo sui calibratori di temperatura top-model sul mercato.

Il valore della differenza di temperatura dalla parte inferiore del calibratore e 60 mm in alto viene visualizzato sul display del calibratore e il valore viene utilizzato dal controller per ridurre al minimo il gradiente assiale. Il risultato finale è che il sistema DLC fa funzionare un blocco a secco come un bagno rispetto all'omogeneità della temperatura e dice all'utente quale contributo di temperatura è all'interno del calibratore.

Calibrazione della temperatura -

Quali sono i vantaggi importanti del sistema DLC?

Quindi, per riassumere, usando un calibratore a secco con un sistema DLC non solo si assicura che i sensori di grande diametro siano calibrati senza perdere la precisione a causa della conduzione del calore, ma si risparmia anche tempo sulla calibrazione di più sensori contemporaneamente.

Il valore di temperatura della differenza visualizzato per il gradiente assiale indica quando viene raggiunta l'omogeneità della temperatura ottimale nel blocco a secco e quando il carico ha un'influenza minima sul risultato della calibrazione. Quando il valore della temperatura di differenza è vicino allo zero, il tecnico di calibrazione sa che i risultati della calibrazione sono affidabili.

Ma c'è anche l'impatto del bilancio dell'incertezza da prendere in considerazione. Quindi, diamo un'occhiata al modo in cui l'utilizzo di un dry-block con un sistema DLC influisce su questo.

Qual è l'impatto sul bilancio dell'incertezza?

L'errore più grande nel bilancio dell'incertezza è di gran lunga l'omogeneità assiale. Usando il valore della misurazione della differenza di temperatura e inserendo la lettura nel budget dell'incertezza, l'incertezza complessiva con K = 2 può essere ridotta da 0,185 ° C a 0,034 ° C.

Bilancio di incertezza: calibratore caricato con sensore ø 10 mm senza controllo del gradiente

1

Temperatura del termometro di riferimento

121,003

2

Termometro di riferimento di incertezza (k = 2)

0,015

normale

0,0075

3

Risoluzione dell'indicatore di temperatura RTC

0,001

Quadrata

0,0003

4

Effetto isteresi

0,008

Quadrata

0,0046

5

Omogeneità della temperatura assiale

0,159

Quadrata

0,0918

6

Omogeneità della temperatura radiale

0,004

Quadrata

0,0023

7

Effetto di caricamento

0,004

Quadrata

0,0023

8

Stabilità nel tempo

0,003

Quadrata

0,0017


121,003

k = 1

0,092


Somma geometrica

k = 2

0,185


Bilancio di incertezza: calibratore caricato con sensore ø 10 mm con controllo del gradiente

1

Temperatura del termometro di riferimento

121,003

2

Termometro di riferimento di incertezza (k = 2)

0,015

normale

0,0075

3

Risoluzione dell'indicatore di temperatura RTC

0,001

Quadrata

0,0003

4

Effetto isteresi

0,008

Quadrata

0,0046

5

Omogeneità della temperatura assiale

0,024

Quadrata

0,0139

6

Omogeneità della temperatura radiale

0,004

Quadrata

0,0023

7

Effetto di caricamento

0,004

Quadrata

0,0023

8

Stabilità nel tempo

0,003

Quadrata

0,0017


121,003

k = 1

0,017


Somma geometrica

k = 2

0,034

Conclusione

Con un sistema DLC in un calibratore di blocchi a secco è possibile ottenere risultati di calibrazione molto vicini ai risultati ottenuti se la stessa calibrazione è stata eseguita in un bagno poiché il blocco a secco esegue omogeneità simile a un bagno. Il blocco a secco funziona come un bagno di calibrazione, ma senza gli svantaggi come peso pesante, calibrazione lenta e rischio di fuoriuscite di olio caldo.

Process Industry Informer

Notizie correlate

Lascia un Commento

Questo sito utilizza Akismet per ridurre lo spam. Scopri come vengono elaborati i dati dei tuoi commenti.

Condividi via