← Tilbage til kalibreringskategori

Sådan reduceres den største fejlbidragter i temperaturkalibrering

Der er mange fejlkilder, når man udfører temperaturkalibrering i en tør-blok, og meget ofte er det nødvendigt at lave et usikkerhedsbudget. Listen over fejlkilder er lang og omfatter:

Af Henrik Bendsen, produktchef for JOFRA temperaturkalibratorer

Henrik Bendsen, produktchef for JOFRA temperaturkalibratorer

Henrik Bendsen, produktchef for JOFRA temperaturkalibratorer

  • Aksial gradient
  • Vandret gradient
  • Temperaturkoefficient
  • Load
  • Løsning
  • Stabilitet
  • Drift
  • Hysterese
  • indsatte
  • Indsæt alder
  • Fejl i kurvetilpasning

Normalt er specifikationerne for en temperaturkalibrator baseret på test udført under "ideelle forhold". F.eks. Holdes indsatsen på et minimum under disse "ideelle forhold", hvilket betyder, at kalibratoren kun er fyldt med en referencesensor. Dette scenarie adskiller sig fra forholdene, når kalibratoren faktisk bruges af slutbrugeren til kalibrering af en sensor med stor diameter, eller endnu flere sensorer, der er kalibreret på samme tid. Begge er scenarier, der kan forårsage fejl i dine kalibreringsresultater, hvis du ikke tager forholdsregler.

Så hvad kan du gøre for at reducere fejl i din temperaturkalibrering? Nå, de to største bidragydere til fejl er kalibratorens belastning og den aksiale gradient, så lad os se nærmere på dem.

Fejl på grund af indlæsning

Hvis en kalibrator er fyldt med en sensor på 10 mm i diameter, kan fejlen forårsaget af denne belastning let komme til 0,15 ° C eller mere afhængigt af den kalibrator, der bruges. Fejlen fra belastning er ikke en fast værdi, men afhænger af sensordiameteren til UUT (Unit Under Test).

Fejlen forårsaget af belastning kan meget let reduceres til en tiendedel eller mindre bare ved at bruge en ekstern reference i indsatsen sammen med UUT-sensoren. Den eksterne sensor kan være som en stand alone sammen med et eksternt håndholdt termometer, eller måske endnu bedre, den eksterne reference kan tilsluttes direkte til kalibratoren.

Ved at tilslutte den eksterne referencesensor til kalibratoren kan referenceføleren tjene to formål på samme tid. Først fungerer det som reference, der angiver nøjagtigheden, men samtidig bruges den som styringssensor.

Ved at bruge en ekstern referencesensor reduceres fejlen forårsaget af belastning dramatisk.

Temperaturkalibrering - Maskiner

Fejl på grund af aksial gradient

Den ideelle måde at kalibrere er i et bad med meget høj omrøring og derved få en meget høj temperaturhomogenitet omkring sensoren, der er kalibreret. Der er dog flere grunde til, at dette ikke er en praktisk løsning. Badekalibratorer er ofte store og tunge og derfor ikke praktiske til kalibrering på stedet. Desuden er der et sikkerhedsproblem med risikoen for spild af varm olie, og sensorerne bliver "forurenet" med silikoneolie.

Af disse grunde er en tørblokskalibrator ofte den valgte løsning, når der udføres kalibrering på stedet. Udtrykket homogenitet erstattes nu af aksiale og radiale gradienter, når vi bevæger os fra et flydende bad til en tørblok.

På grund af indsatsens relativt små diametre i en tørblokskalibrator er fejlen ved dampning fra radial gradient normalt meget lille, typisk 0,01 ° C. Fejlen fra aksial gradient er normalt langt højere selv med en relativt lille belastning. Derudover ændrer fejlbidraget fra aksial gradient sig med forskellige belastninger og forskellige temperaturer.

Sådan minimeres fejl fra aksiale gradueringer

Det første skridt, der skal tages for at minimere fejl fra aksial gradient, er at vælge en kalibrator med en dobbeltzonedesign, da disse typer kalibratorer har en hovedopvarmningszone i den nederste del af kalibratoren og en topzone, der udfører kompensation for varmetabet. Kalibratorerne med dobbelt zone leveres med specielle interne sensorer, der kan måle temperaturen i de to zoner, og som kan kontrollere energien fra de enkelte zoner.

Ved at gøre dette er de i stand til at udligne temperaturforskellene. For at gøre dette system effektivt skal “zone” -sensorerne placeres i indsatsen langs og meget tæt på UUT-sensoren.

For at minimere den aksiale gradient til et absolut minimum skal disse zonesensorer påvirke direkte på energifordelingen til de to opvarmningszoner. Systemet, der gør dual-zone-kalibratorerne i stand til at udjævne temperaturforskellen kaldes DLC (Dynamic Load Compensation) og er typisk kun tilgængelig på topmodellen temperaturkalibratorer på markedet.

Værdien af ​​forskellen i temperatur fra bunden af ​​kalibratoren og 60 mm op vises på kalibratorens display, og værdien bruges af regulatoren til at minimere den aksiale gradient. Slutresultatet er, at DLC-systemet får en tør-blok til at fungere som et bad med hensyn til temperaturhomogenitet og fortæller brugeren, hvilket temperaturbidrag der er inde i kalibratoren.

Temperaturkalibrering -

Hvad er de vigtige fordele ved DLC-systemet?

Så for at opsummere, ved at bruge en tørblokskalibrator med et DLC-system, sikrer du ikke kun, at sensorer med stor diameter kalibreres uden at miste nøjagtighed på grund af varmeledning, du sparer også tid på kalibrering af flere sensorer samtidigt.

Den viste forskelstemperaturværdi for den aksiale gradient angiver, hvornår den optimale temperaturhomogenitet opnås i tørblokken, og når belastningen har mindst indflydelse på kalibreringsresultatet. Når forskellenstemperaturværdien er tæt på nul, ved kalibreringsteknikeren, at kalibreringsresultaterne er pålidelige.

Men der er også virkningen af ​​usikkerhedsbudgettet, der skal tages i betragtning. Så lad os tage et kig på, hvordan brugen af ​​en tør-blok med et DLC-system påvirker dette.

Hvad er virkningen på usikkerhedsbudgettet?

Den største fejl i usikkerhedsbudgettet er langt den aksiale homogenitet. Ved at bruge værdien af ​​måling af forskelstemperaturen og placere aflæsningen i usikkerhedsbudgettet, kan den samlede usikkerhed med K = 2 reduceres fra 0,185 ° C til 0,034 ° C.

â € <Usikkerhedsbudget: Kalibrator belastet med ø 10 mm sensor uden gradientkontrol

1

Referencetermometerets temperatur

121,003

2

Usikkerhedsreferencetermometer (k = 2)

0,015

Normal

0,0075

3

Opløsning af RTC temperaturindikator

0,001

Firkant

0,0003

4

Hystereseeffekt

0,008

Firkant

0,0046

5

â € <Homogenitet ved aksial temperatur

0,159

Firkant

â € <0,0918

6

Homogenitet i radial temperatur

0,004

Firkant

0,0023

7

Indlæser effekt

0,004

Firkant

0,0023

8

Stabilitet i tiden

0,003

Firkant

0,0017

â € <

121,003

k = 1

0,092

â € <

Geometrisk sum

k = 2

â € <0,185


â € <Usikkerhedsbudget: Kalibrator belastet med ø 10 mm sensor med gradientkontrol

1

Referencetermometerets temperatur

121,003

2

Usikkerhedsreferencetermometer (k = 2)

0,015

Normal

0,0075

3

Opløsning af RTC temperaturindikator

0,001

Firkant

0,0003

4

Hystereseeffekt

0,008

Firkant

0,0046

5

â € <Homogenitet ved aksial temperatur

â € <0,024

Firkant

â € <0,0139

6

Homogenitet i radial temperatur

0,004

Firkant

0,0023

7

Indlæser effekt

0,004

Firkant

0,0023

8

Stabilitet i tiden

0,003

Firkant

0,0017

â € <

121,003

k = 1

0,017

â € <

Geometrisk sum

k = 2

â € <0,034

Konklusion

Med et DLC-system i en tørblokskalibrator kan du få kalibreringsresultater, der er ekstremt tæt på de opnåede resultater, hvis den samme kalibrering blev udført i et bad, som tørblokken udfører badelignende homogenitet. Tørblokken fungerer som et kalibreringsbad, men uden ulemperne såsom tung vægt, langsom kalibrering og risikoen for spild med varmt olie.

Process Industry Informer

Relaterede nyheder

Giv en kommentar

Dette websted bruger Akismet til at reducere spam. Lær, hvordan dine kommentardata behandles.

Del via