Nhiệt kế điện trở platin chuẩn thường được dùng để hiệu chuẩn nhiệt kế. Đây là thiết bị đóng vai trò quan trọng trong đời sống. Vậy quy trình hiệu chuẩn của nó diễn ra như thế nào? Hãy cùng ISOCAL tìm hiểu kỹ hơn vấn đề này qua bài viết sau nhé!
Quy trình hiệu chuẩn nhiệt kế điện trở platin chuẩn bằng phương pháp so sánh
Quy trình hiệu chuẩn dưới đây chỉ áp dụng cho các loại nhiệt kế điện trở platin chuẩn (viết tắt là “UUT”) có phạm vi đo từ – 40 ℃ đến 420 ℃. Độ chính xác hoặc độ không đảm bảo đo tối đa là 50 mK (0,05 ℃).
Giải thích thuật ngữ
Nhiệt kế điện trở platin chuẩn
(Viết tắt là “nhiệt kế chuẩn”), là loại nhiệt kế có độ chính xác cao, thân dài, vỏ bảo vệ thường làm từ thủy tinh hoặc kim loại chịu nhiệt. Đầu đo là dây platin tinh khiết, có điện trở danh định là 25 Ω hoặc 100 Ω ở 0 ºC.
Đầu đo của nhiệt kế chuẩn
Là dây platin tinh khiết. Có thể thay đổi điện trở khi nhiệt độ thay đổi. Chiều dài khoảng 50 mm, được cuốn trên khung đỡ cách điện, cách nhiệt
Dây dẫn trong
Bao gồm 4 dây làm từ platin nằm trong vỏ bảo vệ. Độ tinh khiết như đầu đo của nhiệt kế chuẩn. Nối từ đầu đo đến đầu nối ngoài của nhiệt kế chuẩn
Dây dẫn ngoài
Bao gồm 4 dây. Nối từ đầu ngoài của nhiệt kế chuẩn đến đầu nối vào của thiết bị đo điện trở hoặc nhiệt độ
Ống bảo vệ nhiệt kế chuẩn
Được làm từ thủy tinh trung tính chịu nhiệt hoặc kim loại. Được bọc ngoài nhiệt kế chuẩn để bảo vệ đầu đo và dây dẫn trong
Các đầu nối của nhiệt kế chuẩn
Bao gồm 4 đầu dẹt, được mạ đồng hoặc vàng để tăng độ tiếp xúc với các đầu nối của thiết bị đo. Được chia thành 2 đầu dòng và 2 đầu áp. Ký hiệu lần lượt alf C1P1C2P2; AABB; CcTt hoặc phân chia theo màu sắc, theo quy định quốc tế.
Điện trở danh định
Là giá trị điện trở của nhiệt kế điện trở platin chuẩn ở 0,01 ºC hoặc 0 ºC
Dòng danh định
Giá trị dòng điện dòng danh định là 1 mA (đối với loại nhiệt kế chuẩn có điện trở 25 Ω và 100 Ω ở 0 ºC).
Điện trở chuẩn ngoài
Là các cuộn điện trở có độ chính xác cao. Được đặt trong bình điều nhiệt hoặc ngoài không khí. Giá trị thường gặp là 25 Ω ,100 Ω, 300 Ω.
Thiết bị đo điện trở
Có độ chính xác cao. Dùng cầu đo điện trở hoặc đo tỷ số điện trở của nhiệt kế chuẩn với điện trở chuẩn ngoài hoặc điện trở chuẩn trong.
Các phép hiệu chuẩn nhiệt kế điện trở platin chuẩn
Để hiệu chuẩn theo phương pháp so sánh cần tiến hành lần lượt các bước như sau:
- Kiểm tra bên ngoài
- Kiểm tra kỹ thuật: kiểm tra điện trở cách điện và kiểm tra độ ổn định
- Kiểm tra đo lường
Phương tiện hiệu chuẩn
Một số phương tiện cần sử dụng trong quá trình hiệu chuẩn nhiệt kế điện trở platin chuẩn gồm:
| Chuẩn đo lường | Nhiệt kế điện trở platin chuẩn (STD) |
| Thiết bị chỉ thị nhiệt độ chuẩn | |
| Thiết bị đo điện trở chuẩn | |
| Phương tiện đo | Các bình điều nhiệt chất lỏng |
| Phương tiện phụ | Lò ủ UUT |
| Megomet | |
| Kẹp gỗ, giấy lau sạch, cồn tinh khiết |
Điều kiện hiệu chuẩn nhiệt kế điện trở platin chuẩn
Để quá trình hiệu chuẩn diễn ra thuận lợi, cần đảm bảo đã hoàn tất các yêu cầu sau đây trước khi tiến hành:
- Nhiệt độ dao động trong khoảng (23 ± 5) ºC
- Độ ẩm tối đa là 70 %RH
- Điện áp nguồn cung cấp theo yêu cầu kỹ thuật
Chuẩn bị hiệu chuẩn theo phương pháp so sánh
Trước khi hiệu chuẩn phải chú ý chuẩn bị các công đoạn sau:
- Lựa chọn phương tiện đo và chuẩn đo lường thỏa mãn yêu cầu của quy trình
- Vệ sinh UUT và chuẩn bị các thiết bị phụ
Tiến hành hiệu chuẩn nhiệt kế điện trở platin chuẩn bằng phương pháp so sánh
Kiểm tra bên ngoài
Khi kiểm tra bên ngoài của nhiệt kế điện trở platin chuẩn cần chú ý:
- UUT phải có đầu đủ ký hiệu, mã hiệu, nơi sản xuất và các tài liệu kỹ thuật đi kèm
- UUT còn nguyên vẹn, không bị vỡ, nứt hay móp méo lớp vỏ bên ngoài
Kiểm tra kỹ thuật hiệu chuẩn nhiệt kế điện trở platin chuẩn bằng phương pháp so sánh
Tiến hành như sau:
| Tên bước kiểm tra | Mô tả cách tiến hành, yêu cầu kỹ thuật |
| Kiểm tra điện trở cách điện | Điện trở cách điện của nhiệt kế được đo bằng megomet. Khi tiến hành đo, một cực của megomet nối trực tiếp với vỏ bảo vệ, cực còn lại nối với dây dẫn của nhiệt kế. Điện trở cách điện của nhiệt kế phải phù hợp với đặc điểm kỹ thuật của nhà sản xuất |
| Kiểm tra độ ổn định | Trước khi tiến hành hiệu chuẩn, UUT được đánh giá độ ổn định tại điểm 0℃. Trình tự tiến hành như sau:
|
Kiểm tra đo lường bằng phương pháp so sánh
Quá trình kiểm tra đo lường hiệu chuẩn nhiệt kế điện trở platin chuẩn diễn ra như sau:
| Quy định chung | Phép hiệu chuẩn được thực hiện thông qua thao tác đo giá trị điện trở của UUT tại các điểm kiểm tra được xác định bằng hệ thống chuẩn |
| Nội dung của phép hiệu chuẩn là thiết lập mối quan hệ hàm giữa điện trở và nhiệt độ của UUT | |
| Các điểm kiểm tra là các điểm nhiệt độ cách đều nhau trong dải nhiệt độ hiệu chuẩn (phải nằm trong phạm vi đo của UUT). Số lượng điểm kiểm tra phụ thuộc vào số các hệ số của hàm quan hệ điện trở – nhiệt độ. Tối thiểu là 8 điểm. Số giá trị đo tại mỗi điểm kiểm tra ít nhất là 5 | |
| Chuẩn bị kiểm tra | Chuẩn bị điểm 0 ℃ |
| Lắp ráp, vận hành hệ thống chuẩn đo lường | |
| Nối các nhiệt kế vào thiết bị đo điện trở | |
| Xác định quan hệ nhiệt độ – điện trở của UUT | Đo giá trị điện trở R0 hoặc RTPW tại 0 ºC |
| Đặt nhiệt độ của bình điều nhiệt tại giá trị nhiệt độ cần hiệu chuẩn | |
| Nhúng STD và UUT vào bình điều nhiệt. Sau khi nhiệt độ đã ổn định sau khoảng 10 phút, ghi giá trị đo điện trở của UUT và STD | |
| Xác định giá trị điện trở của UUT tại các điểm nhiệt độ đã quy định theo chiều tăng nhiệt độ cho đến điểm cuối cùng | |
| Xác định độ hồi trễ của UUT | Điều chỉnh nhiệt độ của bình điều nhiệt ứng với điểm nhiệt độ ở khoảng giữa dải nhiệt độ cần hiệu chuẩn hoặc ở 0℃ |
| Độ hồi trễ được tính theo công thức sau: R =R1–R2 |
Xử lý kết quả hiệu chuẩn
Sau khi thực hiện các phép kiểm tra, kết quả hiệu chuẩn được xử lý như sau:
- Tính giá trị trung bình của các giá trị điện trở của UUT và nhiệt kế chuẩn
- Tính giá trị nhiệt độ thực theo kết quả điện trở trung bình đã đo được của STD
- Tính hệ số của hàm quan hệ giữa điện trở và nhiệt độ sau theo phương pháp bình phương tối thiểu.
Rt=R0[1 + At +Bt2 + C(t-100)t3](C=0 khi giá trị t lớn hơn 0 ºC)
- Tính độ sai lệch giữa hàm Rt và hàm chuẩn RNt theo công thức sau:
R = Ri1 – Ri2
Ước lượng độ không đảm bảo đo
Độ không đảm bảo đo (ĐKĐBĐ) của quy trình hiệu chuẩn được ước lượng như sau:
| ĐKĐBĐ của tổ hợp chuẩn, uch | ĐKĐBĐ do độ tản mạn kết quả đo của STD gây ra, uch1 | ĐKĐBĐ chuẩn tổng hợp của tổ hợp chuẩn tính theo công thức sau: uch=uch12+uch22+uch32+uch42+uch52+uch62 |
| ĐKĐBĐ do STD gây ra, uch2 | ||
| ĐKĐBĐ do bộ chỉ thị nhiệt độ chuẩn gây ra, uch3 | ||
| ĐKĐBĐ do độ trôi của STD gây ra, uch4 | ||
| ĐKĐBĐ do độ ổn định và đồng đều của bình điều nhiệt gây ra, uch5 | ||
| ĐKĐBĐ do cầu đo điện trở chuẩn gây ra, uch6 | ||
| ĐKĐBĐ của UUT, ubk | ĐKĐBĐ do độ tản mạn kết quả đo của UUT gây ra, ubk1 | ĐKĐBĐ của UUT tính theo công thức sau: ubk= ubk12+ubk22+ubk32+ubk42 |
| ĐKĐBĐ do sai lệch từ phương trình nội suy gây ra, ubk2 | ||
| ĐKĐBĐ do độ hồi trễ của UUT gây ra, ubk3 | ||
| ĐKĐBĐ do hiệu ứng tự nung nóng gây ra, ubk4 | ||
| ĐKĐBĐ tổng hợp, uC | ĐKĐBĐ tổng hợp tính theo công thức: uC=uch2+ubk2 | |
| ĐKĐBĐ mở rộng, U95 | ĐKĐBĐ mở rộng tính theo công thức: u95=2uC | |
Xử lý chung
- Sau khi hiệu chuẩn, nếu nhiệt kế điện trở platin chuẩn đạt yêu cầu kỹ thuật và có U nhỏ hơn 0,050 ℃ sẽ được cấp chứng nhận (tem/con dấu/giấy).
- Nếu không đạt một trong các yêu cầu của quy trình hiệu chuẩn, thiết bị sẽ không được cấp mới chứng chỉ hoặc xóa dấu hiệu chuẩn cũ
- Chu kỳ hiệu chuẩn: 12 tháng
Lời kết
Nhiệt kế điện trở platin chuẩn là dụng cụ đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống. Nó được sử dụng để hiệu chuẩn nhiệt kế. Do đó, để đảm bảo tính chính xác khi sử dụng cần chú ý hiệu chuẩn mỗi khi đến kỳ hạn. Công ty ISOCAL cam kết cung cấp dịch vụ hiệu chuẩn uy tín, chất lượng. Hãy liên hệ ngay với chúng tôi nếu quý khách đang có nhu cầu nhé!