Hiệu chuẩn Bộ chỉ thị nhiệt độ hiện số và tương tự

Hầu hết các loại cảm biến nhiệt độ được dùng khá rộng rãi hiện nay trong các khu công nghiệp hay các máy móc sản xuất. Tuy nhiên chúng đa số đều không được trang bị màn hình hiển thị giá trị đo đạc được. Đó là lý do mà chúng ta cần dùng đến bộ hiển thị/chỉ thị nhiệt độ.

Bộ chỉ thị nhiệt độ hiện số và tương tự là một thiết bị công nghiệp chuyên dùng để hiển thị giá trị đo đạc của các cảm biến nhiệt độ. Bên cạnh đó còn có thể hiển thị các thông số vật lý khác như áp suất, dòng điện, điện áp, mực nước,…Và dĩ nhiên việc hiển thị giá trị gì thì phải phụ thuộc vào loại cảm biến được sử dụng là loại gì, có thể hiểu đơn giản là những thiết bị dùng để hiển thị giá trị nhiệt độ của một vật thể hoặc môi trường. Tóm lại, màn hình hiển thị nhiệt độ là một bộ phận hỗ trợ không thể thiếu đối với các loại cảm biến thường dùng hiện nay. Có hai loại bộ chỉ thị nhiệt độ là bộ chỉ thị nhiệt độ hiện số và bộ chỉ thị nhiệt độ tương tự:

1.1 Bộ chỉ thị nhiệt độ hiện số là gì?

- Bộ chỉ thị nhiệt độ hiện số: là loại bộ chỉ thị dùng các số để biểu diễn giá trị nhiệt độ.

- Bộ chỉ thị này có ưu điểm là dễ nhìn, dễ đọc và không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường. Tuy nhiên, bộ chỉ thị này cũng có nhược điểm là không chính xác khi phạm vi đo lớn hoặc khi có sự biến đổi lớn của nhiệt độ.

1.2 Bộ chỉ thị nhiệt độ tương tự là gì?

- Bộ chỉ thị nhiệt độ tương tự: là loại bộ chỉ thị dùng các vạch để biểu diễn giá trị nhiệt độ.

- Bộ chỉ thị này có ưu điểm là chính xác hơn khi phạm vi đo lớn hoặc khi có sự biến đổi lớn của nhiệt độ. Tuy nhiên, bộ chỉ thị này cũng có nhược điểm là khó nhìn, khó đọc và có thể bị mất chữ số hoặc ma sát.

Bộ chỉ thị nhiệt độ hiện số: sử dụng nguyên lý điện để phát hiện giá trị nhiệt độ, chúng hoạt động bằng cách chuyển đổi tín hiệu điện mà nó nhận được từ cảm biến thành số đọc theo đơn vị nhiệt độ.

Bộ chỉ thị nhiệt độ tương tự: sử dụng các đặc tính vật lý của vật liệu để đo sự thay đổi nhiệt độ.

Các thành phần chính:

• Cảm biến nhiệt độ: phát hiện sự truyền nhiệt trong hệ thống hoặc môi trường và chuyển đổi nó thành tín hiệu điện.
• Bộ vi điều khiển: nhận tín hiệu điện từ cảm biến và xử lý nó thành giá trị kỹ thuật số. (bộ chỉ thị nhiệt độ hiện số)
• Màn hình: hiển thị các giá trị kỹ thuật số của nhiệt độ theo thang độ C hoặc độ F.

Bộ chỉ thị nhiệt độ hiện số và tương tự hay bất kì thiết bị đo nhiệt độ nào khác sau một thời gian dài vận hành, hoặc do lão hóa, thiết bị sẽ dần mất đi tính ổn định và thiếu chính xác. Lúc này thiết bị cần được hiệu chuẩn.  Việc hiệu chuẩn thiết bị chỉ thị nhiệt độ thường xuyên giúp:

• Đảm bảo cung cấp các phép đo nhiệt độ chính xác và đáng tin cậy của môi trường hoặc sản phẩm.
• Kiểm tra và xác minh tính nhất quán của thiết bị này trong các điều kiện khác nhau.
• Giúp tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật và pháp lý của các ngành công nghiệp liên quan, như điện tử, cơ khí, hóa học, y tế,...

​Tần suất hiệu chuẩn phụ thuộc vào cách sử dụng và ứng dụng của thiết bị.

Trình tự, thủ tục, phương pháp và phương tiện hiệu chuẩn bộ chỉ thị nhiệt độ hiện số và tương tự đã được qui định cụ thể trong văn bản kỹ thuật ĐLVN 160: 2005. Dưới đây là bản trình bày tóm tắt quy trình hiệu chuẩn bộ chỉ thị nhiệt độ hiện số và tương tự.

- Thiết bị tạo tín hiệu chuẩn có phạm vi đo phù hợp với phạm vi nhiệt độ cần hiệu chuẩn, và đã được hiệu chuẩn theo Thang nhiệt độ quốc tế ITS-90. Các thiết bị tạo tín hiệu chuẩn có thể gồm:

• Hộp điện trở chuẩn;
• Thiết bị phát điện trở chuẩn;
• Thiết bị phát điện áp một chiều mV chuẩn;
• Thiết bị phát nhiệt độ chuẩn;

- Các dây bù nhiệt độ, dây điện trở hoặc dây dẫn đã được hiệu chuẩn.

- Độ không đảm bảo đo (ĐKĐBĐ) của tổ hợp chuẩn (bao gồm thiết bị tạo tín hiệu chuẩn, dây bù, dây điện trở...) phải nhỏ hơn 1/3 ĐKĐBĐ của thiết bị cần hiệu chuẩn

4.1.2 Phương tiện phụ

- Hệ thống gá lắp thiết bị chuẩn và các loại bộ chỉ thị cần hiệu chuẩn theo đúng yêu cầu kỹ thuật.

- Hệ thống quang học có độ phóng đại không nhỏ hơn 4 lần

- Găng tay, dung dịch làm sạch, vải cotton.....

Khi tiến hành hiệu chuẩn, phải đảm bảo các điều kiện sau đây:

- Nhiệt độ môi trường: (23 ± 2)^oC 

​- Độ ẩm môi trường:  (60 ± 10) %RH

(Khi hiệu chuẩn các bộ chỉ thị nhiệt độ tại hiện trường, điều kiện môi trường cần thỏa mãn với yêu cầu kỹ thuật của thiết bị cần hiệu chuẩn)

Trước khi tiến hành hiệu chuẩn phải thực hiện các công việc chuẩn bị sau đây.

- Làm sạch thiết bị cần hiệu chuẩn

- Gá lắp, đấu nối dây theo đúng yêu cầu đặc trưng kỹ thuật của thiết bị cần hiệu chuẩn.

- Lựa chọn và chuẩn bị tổ hợp chuẩn phù hợp.

- Ký, nhãn hiệu ghi trên thiết bị phải rõ ràng bao gồm: loại chỉ thị, thang chia độ, phạm vi đo, cấp chính xác, cơ sở sản xuất, số sản xuất,....

- Các đầu nối dây phải đảm bảo cho việc nối dây chắc chắn, an toàn, tiếp xúc tốt; vỏ bảo vệ thiết bị chỉ thị không bị hư hỏng.

- Thiết bị chỉ thị nếu dùng pin thì phải thay pin mới đúng yêu cầu kỹ thuật trước khi hiệu e

- Đối với loại chỉ thị hiện số, khi cấp nguồn các số hiển thị phải rõ nét, không bị mờ hoặc mất nét, các chức năng hoạt động bình thường theo đúng đặc trưng kỹ thuật.

- Đối với loại chỉ thị tương tự, vạch chia độ phải đầy đủ, không bị nhòe, mất chữ số, kim chỉ thị phải chuyển động trơn tru, không bị kẹt.

- Là so sánh kết quả số chỉ của thiết bị cần hiệu chuẩn (PTĐ) với giá trị nhiệt độ chuẩn được xác định bởi tổ hợp chuẩn.

- Số điểm kiểm tra N phải được chia đều và không ít hơn 3 điểm trong dải nhiệt độ cần hiệu chuẩn.

• Với thiết bị chỉ thị số, các điểm kiểm tra là các giá trị nhiệt độ chẵn chục hoặc chẵn trăm tùy thuộc theo phạm vi đo.
• Với thiết bị chỉ thị tương tự, các điểm kiểm tra là các vạch có đánh số trên thang đo.

- Gá lắp tổ hợp thiết bị chuẩn, PTĐ theo đúng yêu cầu kỹ thuật

- Vận hành tổ hợp chuẩn theo đúng hướng dẫn sử dụng thiết bị.

- Cấp nguồn điện và nguồn tạo tín hiệu đầu vào cho PTĐ theo đúng đặc trưng chia độ, yêu cầu kỹ thuật và hướng dẫn sử dụng thiết bị.

- Hiệu chuẩn theo chiều tăng nhiệt độ, điều chỉnh thiết bị cung cấp tín hiệu đầu vào để số chỉ của PTĐ tăng dần đến giá trị nhiệt độ tương ứng với điểm kiểm tra đầu tiên thấp nhất trong dải nhiệt độ cần hiệu chuẩn.

- Khi số chỉ ổn định, đọc và ghi số chỉ nhiệt độ của tổ hợp chuẩn và PTĐ. Trình tự đọc theo thứ tự:

Chuẩn ----> Thiết bị cần hiệu chuẩn ----> Chuẩn ----> Thiết bị cần hiệu chuẩn ---->............

Số lần đọc tại mổi điểm kiểm tra không ít hơn 3

- Lần lượt tiến hành các bước như trên đối với các điểm kiểm tra tiếp theo cho đến điểm kiểm tra cuối cùng.

- Hiệu chuẩn theo chiều giảm nhiệt độ, từ điểm cao nhất đến điểm thấp nhất trong dải nhiệt độ cần hiệu chuẩn theo trình tự như trên.

- Tính giá trị nhiệt độ trung bình đo được theo chiều tăng và giảm tại mỗi điểm kiểm tra của chuẩn và PTĐ.

- Tính độ lệch chuẩn theo chiều tăng và giảm tại mỗi điểm kiểm tra của chuẩn và PTĐ

- Tính số hiệu chính theo chiều tăng tại mỗi điểm kiểm tra của PTĐ: bằng hiệu số giữa giá trị trung bình của nhiệt độ chuẩn đã được hiệu chính và giá trị trung bình của PTĐ

- Tính độ hồi sai tại mỗi điểm kiểm tra của PTĐ: bằng hiệu giữa giá trị đo nhiệt độ đo được theo chiều tăng và giá trị nhiệt độ đo được theo chiều giảm.

ĐKĐBĐ của kết quả hiệu chuẩn bộ chỉ thị hiện số hoặc tương tự được tính theo các thành phần sau:

- ĐKĐBĐ của tổ hợp chuẩn, gồm các thành phần:

• ĐKĐBĐ của thiết bị tạo tín hiệu chuẩn (loại B)
• ĐKĐBĐ của dây bù hoặc dây điện trở (loại B)
• ĐKĐBĐ do độ tản mạn kết quả đo của tổ hợp thiết bị chuẩn (loại A)

​- ĐKĐBĐ chuẩn liên hợp của phép hiệu chuẩn

- ĐKĐBĐ mở rộng của phép hiệu chuẩn. (với mức tin cậy 95% và hệ số phủ k=2)

Thiết bị chỉ thị nhiệt độ sau khi hiệu chuẩn được dán tem, cấp giấy chứng nhận hiệu chuẩn kèm kết quả hiệu chuẩn.

Chu kỳ hiệu chuẩn được khuyến nghị: 01 năm