So wählen Sie ein Thermometer richtig aus
Genauigkeit
Viele Widerstandsthermometer bieten ppm-, Ohmsche und/oder Temperaturangaben. Die Umrechnung von Ohm oder ppm in Temperatur hängt vom verwendeten Thermometer ab. Für Sonden mit einem Widerstand von 100 Ω bei 0 Grad C beträgt {{10}}.001 Ω (1m Ω) entspricht 0,0025 Grad C oder 2,5 mK. 1 ppm entspricht auch 0,1 mΩ oder 0,25 mK. Es muss auch darauf geachtet werden, ob es sich bei den technischen Indikatoren um „Lesen“ oder „Bereich“ handelt. Beispielsweise beträgt der „1-ppm-Messwert“ 0,1 mΩ bei 100 Ω, während der „1-ppm-Bereich“ 0,4 mΩ bei einem Skalenendwert von 400 Ω beträgt. Der Unterschied ist sehr deutlich!
Bei der Überprüfung technischer Genauigkeitsindikatoren ist zu bedenken, dass die Messunsicherheit einen minimalen Einfluss auf die Gesamtunsicherheit des Kalibriersystems hat und der Kauf eines Thermometers mit der geringsten Unsicherheit nicht immer wirtschaftlich sinnvoll ist. Ein gutes Beispiel ist die Analysemethode des „Brücken-Superwiderstandsthermometers“. Die Kosten für eine Brücke mit {{0}}.1-ppm übersteigen 40.000 US-Dollar, während die Kosten für ein Superwiderstandsthermometer mit 1-ppm weniger als 20.000 US-Dollar betragen. Wenn man auf die Gesamtsystemunsicherheit zurückblickt, ist es offensichtlich, dass die Brücke die Leistung nur in geringem Maße verbessern kann – in diesem Fall beträgt sie 0,000006 Grad C – und das bei sehr hohen Kosten.
Messfehler
Bei hochpräzisen Widerstandsmessungen muss sichergestellt werden, dass das Thermometer die thermoelektrischen Potentialfehler eliminieren kann, die an verschiedenen Metallverbindungen im Messsystem entstehen. Eine übliche Technik zur Eliminierung thermoelektrischer elektromotorischer Kraftfehler ist die Verwendung einer geschalteten Gleichstrom- oder Niederfrequenz-Wechselstromquelle.
Auflösungsvermögen
Seien Sie vorsichtig mit diesem Indikator. Einige Thermometerhersteller verwechseln Auflösung und Genauigkeit. Eine Auflösung von {{0}}.001 Grad C bedeutet nicht unbedingt eine Genauigkeit von 0,001 Grad C. Im Allgemeinen sollte ein Thermometer eine Genauigkeit von 0,001 Grad C haben haben eine Auflösung von mindestens 0,001 Grad C. Bei der Erkennung kleiner Temperaturänderungen ist die Anzeigeauflösung entscheidend – beispielsweise bei der Überwachung der Erstarrungskurve eines Fixpunktbehälters oder der Überprüfung der Stabilität eines Kalibrierbehälters.
Linearität
Die meisten Thermometerhersteller bieten technische Genauigkeitsindikatoren bei einer Temperatur (normalerweise 0 Grad C). Dies ist sehr nützlich, aber normalerweise müssen Sie einen großen Temperaturbereich messen. Daher ist es wichtig, die Genauigkeit des Thermometers innerhalb des Arbeitsbereichs zu verstehen. Wenn die Linearität des Thermometers sehr gut ist, ist sein Genauigkeitsindex über den gesamten Temperaturbereich gleich. Allerdings weisen alle Thermometer einen gewissen Grad an Nichtlinearität auf und sind nicht vollständig linear. Bitte stellen Sie sicher, dass der Hersteller im Rahmen der Arbeit technische Genauigkeitsindikatoren bereitstellt, oder geben Sie die technischen Linearitätsindikatoren an, die Sie bei der Berechnung der Unsicherheit verwendet haben.
Stabilität
Da Messungen über ein breites Spektrum an Umgebungsbedingungen und über verschiedene Zeiträume hinweg durchgeführt werden müssen, ist die Stabilität der Messwerte von entscheidender Bedeutung. Stellen Sie sicher, dass der Temperaturkoeffizient und die Langzeitstabilitätsindikatoren überprüft werden. Stellen Sie sicher, dass Änderungen der Umgebungsbedingungen die Genauigkeit des Thermometers nicht beeinträchtigen. Namhafte Hersteller bieten Temperaturkoeffizientenindikatoren an. Langzeitstabilitätsindikatoren werden manchmal mit Genauigkeitsindikatoren kombiniert – zum Beispiel „1 ppm, 1 Jahr“ oder „0.01 Grad C, 90 Tage“. Es ist schwierig, alle 90 Tage zu kalibrieren, daher ist es notwendig, den 1-Jahresindikator zu berechnen und ihn für die Unsicherheitsanalyse zu verwenden. Hüten Sie sich vor Anbietern, die Metriken mit „0 Drift“ bereitstellen. Jedes Thermometer verfügt über mindestens eine Driftkomponente.
Kalibrierung
Einige Thermometer erfordern gemäß den technischen Spezifikationen keine Neukalibrierung. Nach der neuesten Version der ISO-Richtlinien müssen jedoch alle Messgeräte kalibriert werden. Einige Thermometer lassen sich einfacher neu kalibrieren als andere Geräte. Verwendung eines Thermometers, das über die Frontplatte kalibriert werden kann, ohne dass eine spezielle Software erforderlich ist. Einige ältere Thermometer speichern Kalibrierungsdaten im EPROM-Speicher und verwenden für die Programmierung benutzerdefinierte Software. Das bedeutet, dass das Thermometer zur Neukalibrierung zum Hersteller geschickt werden muss – vielleicht ins Ausland! Aufgrund des mit der Neukalibrierung verbundenen Zeit- und Kostenaufwands ist es wichtig, die Verwendung von Thermometern zu vermeiden, die zur Justierung noch manuelle Manometer verwenden. Die meisten Gleichstromthermometer werden mithilfe eines Satzes hochstabiler Gleichstrom-Standardwiderstände kalibriert. Die Kalibrierung eines Wechselstrom-Thermometers oder einer Wechselstrombrücke ist komplexer und erfordert einen Referenz-Induktionsspannungsteiler und einen Präzisions-Wechselstrom-Standardwiderstand.
Rückverfolgbarkeit
Ein weiteres Konzept ist die Messung der Rückverfolgbarkeit. Die Rückverfolgbarkeit von DC-Thermometern ist durch gute DC-Widerstandsstandards sehr einfach. Die Rückverfolgbarkeit von Wechselstromthermometern und -brücken ist komplexer. In vielen Ländern ist die Rückverfolgbarkeit des Wechselstromwiderstands noch nicht gewährleistet. Viele andere Länder mit rückverfolgbaren Wechselstromstandards verlassen sich auf Wechselstromwiderstände, die durch Thermometer oder Brücken mit einer zehnfachen Unsicherheitsgenauigkeit kalibriert werden, was die Messunsicherheit der Brücke selbst erheblich erhöht.
