Quais fatores devem ser considerados ao escolher um método e instrumentos de medição de temperatura

A solução bem-sucedida do controle do processo de temperatura em qualquer objeto específico geralmente é determinada pela escolha correta do método de medição e do dispositivo de medição. A tarefa de escolher um método e um dispositivo de medição é bastante difícil, pois uma solução ótima deve ser buscada, levando em consideração inúmeros fatores, muitas vezes contraditórios.

Freqüentemente, há casos em que esse problema não pode ser resolvido com sucesso e os valores de temperatura desejados devem ser encontrados indiretamente, usando os resultados das medições de outros parâmetros físicos do objeto, que estão naturalmente relacionados à temperatura. Os principais fatores que determinam a escolha do método de medição são brevemente descritos a seguir.

Faixa de temperatura medida

Este fator é crítico. Embora muitos métodos sejam conhecidos para medições na faixa de temperatura elevada, com a medição da temperatura medida, o número de tais métodos torna-se cada vez mais limitado.

Olhar:Métodos e instrumentos para medir a temperatura

Dinâmica do processo de pesquisa

Ao estudar processos térmicos variáveis ​​e especialmente de curto prazo, a inércia térmica dos detectores térmicos é frequentemente uma limitação significativa da aplicabilidade dos métodos de contato para medir temperaturas. As dificuldades que surgem nesta conexão podem, em muitos casos, ser superadas pela introdução de correções calculadas pelos métodos apropriados ou pelo uso de dispositivos especiais de correção.

No entanto, se a mudança na temperatura do objeto examinado for acompanhada por uma mudança nas condições de transferência de calor, a presença de inércia térmica do detector térmico levará não apenas a um atraso nas leituras do dispositivo, mas também também a uma distorção da forma da curva registrada da mudança de temperatura.

Em dispositivos baseados no uso de métodos de medição de temperatura sem contato, podem ser usados ​​receptores com uma constante de tempo muito curta, expandindo significativamente a faixa dinâmica de medições. Neste caso, as características dinâmicas do equipamento de gravação utilizado tornam-se um fator limitante.

Precisão das medições

Os requisitos para a precisão da medição de temperatura pelos métodos selecionados correspondem ao erro de medição permitido deste parâmetro estabelecido por este processo tecnológico.

Levando em consideração as peculiaridades das medições de temperatura, deve-se ter em mente que o erro admissível na medição instrumental com o conjunto selecionado (detector térmico com dispositivo de medição) não deve ser igual ao erro admissível na medição de temperatura, mas em alguns casos é muito menos.

A margem necessária de precisão do conjunto de medição deve ser reservada para a instabilidade esperada das características do detector térmico, que é frequentemente encontrada ao medir altas temperaturas, bem como para os valores esperados do componente aleatório da metodologia e do aleatório componente dos erros dinâmicos para dadas condições de medição.

Ao determinar a classe de precisão necessária do dispositivo de medição ou registro usado, deve-se levar em consideração que a classe de precisão caracteriza o erro básico permitido do dispositivo, expresso como uma porcentagem de toda a faixa de escala do dispositivo. o erro admissível será o mesmo em qualquer ponto da balança.

Portanto, o dispositivo pode ter tal valor de erro fundamental em qualquer ponto de sua escala. Portanto, o valor relativo desse erro em relação ao próprio valor medido será tanto maior quanto mais próximo o valor do valor medido estiver do início da escala.

Vamos explicar isso com um exemplo. Em um dispositivo de medição da classe 0,5 com uma escala de 500 a 1500 ° C, o valor absoluto do erro admissível é de 5 graus em cada ponto da escala. O valor de erro base para este dispositivo pode atingir um valor aceitável.

Seu valor relativo neste caso pode variar de 5/1500 (0,3%) no final da escala a 5/500 (1%) no início da escala. Portanto, é aconselhável escolher um dispositivo de medição com uma gama de mudanças de escala que os valores esperados do valor medido caibam no último terço da escala.

Se o cálculo dos erros relativos for feito em relação à temperatura, recomenda-se que seja feito não em relação ao valor absoluto da temperatura, mas apenas ao intervalo de temperatura que abrange o processo considerado..

De fato, dependendo da escala (graus Kelvin ou Celsius) em que se expressa um determinado valor de temperatura, o erro relativo da medição terá um valor diferente, o que não pode ser considerado aceitável.

Medição de sensibilidade do instrumento

Ao escolher um dispositivo de medição, é necessário atentar para o fato de que sua sensibilidade corresponde à precisão de medição necessária e fornece a resolução de tempo necessária dos resultados do estudo do processo variável.

A opinião errada é que o dispositivo de medição mais sensível pode fornecer a maior precisão de medição, o que muitas vezes nem é necessário para estudar esse processo. A utilização de um aparelho com sensibilidade excessivamente alta pode criar uma falsa impressão da dinâmica do processo estudado.

Tal dispositivo pode ser caprichoso nessas condições de operação e suas leituras serão afetadas por vários fatores colaterais (vento soprando na sala, vibrações), criando uma variação aumentada nas leituras que não é característica desse fenômeno.

Por outro lado, o uso de um dispositivo com sensibilidade muito baixa não permitirá a observação de pequenas, mas características, flutuações deste processo, pelo que pode surgir uma falsa impressão de estabilidade a altas temperaturas deste processo.

Interações químicas

Ao decidir sobre a possibilidade de usar este dispositivo para medir altas temperaturas de um meio líquido ou gasoso, muitas vezes é decisivo o grau de interação, por um lado, do meio e dos materiais do detector térmico nele introduzido e, por outro outro lado, a interação de partes individuais do próprio detector térmico.

Este grupo de fenômenos também inclui o efeito catalítico que ocorre na superfície de metais do grupo da platina em misturas de gás combustível. Como substâncias quimicamente inertes em relação a misturas de gases combustíveis, a platina e o paládio aceleram a reação dos componentes da mistura com intensa liberação de calor na superfície do catalisador, aquecendo-o.

Portanto, as leituras dos detectores térmicos com partes de platina ou paládio em contato direto com misturas combustíveis não caracterizam a temperatura de equilíbrio estabelecida entre o detector térmico e o ambiente, mas uma temperatura significativamente mais elevada causada pelo aquecimento catalítico.

Veja também:Vantagens e desvantagens de diferentes sensores de temperatura