Przy kalibracji przyrządów do pomiaru temperatury, termometrom wzorcowym stawiane są wysokie wymagania pod względem dokładności i odtwarzalności, a tym samym stabilności długoczasowej. Z tego względu w laboratoriach stosuje się RTD („Resistance Temperature Detectors”) – tutaj szczególnie platynowe termometry rezystancyjne – oraz termopary. Chociaż pełnią one podobną funkcję, pod wieloma względami nie mogłyby się bardziej różnić.
Przy wyborze przyrządu do pomiaru temperatury lub kalibracji należy wziąć pod uwagę następujące kluczowe czynniki:
- Dokładność
- Stabilność długoczasową
- Zakres temperatury
- Warunki otoczenia
Zasadę działania i obszary zastosowania termometru rezystancyjnego
Rys.: Przekrój poprzeczny termometru rezystancyjnego
W przypadku termometru rezystancyjnego (RTD) rezystancja jest mierzona za pomocą przewodnika elektrycznego, dzięki czemu istnieje jasno określona zależność pomiędzy rezystancją a temperaturą, którą można przedstawić w postaci krzywej charakterystycznej. W technologii kalibracyjnej jako wzorce stosowane są głównie drutowe rezystory pomiarowe wykonane z platyny (PRT), ponieważ charakteryzują się one dużym zakresem temperatur, stabilnością długoczasową i najwyższą dokładnością. Drut może być nawinięty na rdzeń ceramiczny lub szklany.
Najczęściej stosowanym rezystorem platynowym jest Pt100. Jest to platynowy termometr rezystancyjny, którego rezystancja elektryczna wynosi dokładnie 100 omów w temperaturze zero stopni Celsjusza. Inne rezystory platynowe, choć rzadziej używane, to Pt25 i Pt1000, których rezystancja elektryczna wynosi odpowiednio 25 omów i 1000 omów w temperaturze zero stopni Celsjusza.
Zasada działania i obszary zastosowania termopary
Rys.: Przekrój poprzeczny termopary
Termopary wykorzystują inną metodę do określania temperatury. Termopara składa się z dwóch drutów wykonanych z różnych metali, takich jak nikiel, miedź lub żelazo. Ze względu na temperaturę w punkcie pomiarowym ładunki w drutach ulegają różnym przesunięciom i powstaje napięcie elektryczne, które można zmierzyć. Również w tym przypadku istnieje określona zależność pomiędzy temperaturą a napięciem elektrycznym, dlatego też można określić temperaturę w punkcie pomiarowym. Wprawdzie termopary charakteryzują się z reguły mniejszą dokładnością i stabilnością niż rezystory platynowe, ale posiadają szerszy zakres temperatur. Termopary mogą mierzyć temperatury do 200°C i 2500°C.
W zależności od użytego materiału, termopary są kalibrowane dla określonych zakresów. Niektóre z najbardziej powszechnych typów to J, K, T i E, które są uważane za termopary z „metali nieszlachetnych”. Z drugiej strony termopary wykonane z „metali szlachetnych”, takich jak R, S i B, są mniej powszechne i są używane głównie w zastosowaniach wysokotemperaturowych.
Uwaga
Więcej informacji na temat naszych referencyjnych termometrów rezystancyjnych i termopar można znaleźć na stronie internetowej WIKA. W przypadku jakichkolwiek pytań dotyczących kalibracji przyrządów do pomiaru temperatury pozostajemy do Państwa dyspozycji.
Dowiedz się więcej o zasadzie działania termometrów rezystancyjnych i termopar w kolejnych filmikach: