Hiệu chuẩn nhiệt kế chỉ thị hiện số và tương tự

Nhiệt kế là một thiết bị phổ quát được sử dụng để đo nhiệt độ, tùy thuộc vào mục đích sử dụng, nhiệt kế được phân thành nhiều loại khác nhau như nhiệt kế chất lỏng, nhiệt kế điện trở, nhiệt kế lưỡng kim,.... Nhiệt kế đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực, được sử dụng khá rộng rãi từ quy mô gia đình đến trong thí nghiệm cũng như trong ngành công nghiệp sản xuất. 

Nhiệt kế có thể được hiểu là một thiết bị được sử dụng để đo nhiệt độ và độ dốc của nhiệt độ. Nhiệt độ có thể được định nghĩa là mức độ có thể đo lường được của độ nóng hoặc độ lạnh. Các đơn vị khác nhau để đo nhiệt độ là C (° C), Kelvin (K) và Fahrenheit (° F).

Hầu hết các nhiệt kế đều có hai bộ phận quan trọng

• Phần cảm biến nhiệt độ: bầu đựng thủy ngân hoặc rượu; cảm biến bán dẫn, biến đổi tín hiệu tương tự sang số (ADC)
• Phần hiển thị kết quả: thang chia vạch trên nhiệt kế; màn hình hiện số.

​

​

Nhiệt kế điện tử: Loại nhiệt kế này được thiết kế để sử dụng cảm biến nhiệt để đo nhiệt độ. Cảm biến được kết nối với một bảng vi mạch điện tử được lập trình sẵn. Khi quá trình đo diễn ra, cảm biến sẽ thu thập thông tin, truyền đến bảng điều khiển và sau đó được hiển thị trên màn hình kết quả đo.

Nhiệt kế chất lỏng: Hoạt động dựa trên nguyên lý giản nở của chất lỏng bên trong nhiệt kế. Loại nhiệt kế này sử dụng ống thủy tinh mỏng chứa đầy một lượng nhỏ của chất lỏng màu bạc (thường là thủy ngân—một loại kim loại đặc biệt là chất lỏng ở nhiệt độ bình thường).

Chức năng chính của nhiệt kế là đo nhiệt độ. Đây là thiết bị được sử dụng rộng rãi và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực từ hộ gia đình, y tế, thí nghiệm đến các ngành công nghiệp sản xuất, phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau như:

• Kiểm tra thân nhiệt cơ thể trong y tế
• Kiểm tra nhiệt độ nước, kiểm tra nhiệt độ các mặt hàng thực phẩm đạt đến nhiệt độ cho phép để bảo quản thực phẩm,...
• Sử dụng rộng rãi cho mục đích nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, đo nhiệt độ dung dịch, đo nhiệt độ khí quyển, môi trường để thực hiện các thí nghiệm
• Sử dụng trong các hệ thống kiểm soát nhiệt độ không khí như điều hòa, tủ đông, máy sưởi, tủ lạnh, máy nước nóng,....
• Kiểm tra rò rỉ không khí và cách nhiệt đầy đủ để xác định tổn thất năng lượng và cách nhiệt kém là rất quan trọng trong các ngành công nghiệp khác nhau để tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn.
• Để phát hiện các vấn đề ẩn,...

Trình tự, thủ tục, phương pháp và phương tiện hiệu chuẩn nhiệt kế chỉ thị hiện số và tương tự đã được qui định cụ thể trong văn bản kỹ thuật ĐLVN 138: 2004. Dưới đây là bản trình bày tóm tắt quy trình hiệu chuẩn nhiệt kế chỉ thị hiện số và tương tự.

- Các nhiệt kế chuẩn có phạm vi đo và ĐKĐBĐ phù hợp với yêu cầu hiệu chuẩn và được hiệu chuẩn theo thang nhiệt độ quốc tế ITS-90

- ĐKĐBĐ của tổ hợp chuẩn (nhiệt kế chuẩn, thiết bị tạo môi trường nhiệt độ chuẩn, thiết bị đo, thiết bị chỉ thị...) phải nhỏ hơn 1/3 ĐKĐBĐ của nhiệt kế cần hiệu chuẩn.

- Bình điểm 0 ^oC có ĐKĐBĐ không lớn hơn 0,01 ^oC

- Hộp điện trở chuẩn, thiết bị phát điện áp mV chuẩn hoặc điện trở chuẩn có dải đo và độ chính xác phù hợp với yêu cầu hiệu chuẩn.

- Các thiết bị tạo môi trường nhiệt độ chuẩn (các bình điều nhiệt, các lò hiệu chuẩn...) có phạm vi nhiệt độ và ĐKĐBĐ phù hợp với yêu cầu hiệu chuẩn.

- Hệ thống gá lắp các loại nhiệt kế chuẩn và các loại nhiệt kế cần hiệu chuẩn theo đúng yêu cầu kỹ thuật.

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

- Megôm mét 500 V/ 500 MΩ

- Găng tay, dung dịch làm sạch, vải cotton...để vệ sinh nhiệt kế trước khi hiệu chuẩn.

- Nhiệt độ môi trường: (23 ± 2)^oC 

​- Độ ẩm môi trường: không lớn hơn 80%RH

Điều kiện môi trường hiệu chuẩn chỉ cần thỏa mãn với yêu cầu sử dụng của nhiệt kế cần hiệu chuẩn.

- Làm vệ sinh sạch sẽ phương tiện cần hiệu chuẩn

- Gá lắp, đấu nối dây theo đúng yêu cầu kỹ thuật

- Lựa chọn và chuẩn bị tổ hợp chuẩn phù hợp với nhiệt kế chuẩn cần hiệu chuẩn

- Thông tin ghi trên nhiệt kế phải rõ ràng, bao gồm: loại nhiệt kế, phạm vi đo, cấp chính xác, cơ sở sản xuất, số sản xuất...

- Nối dây chắc chắn, an toàn và tiếp xúc tốt; vỏ bảo vệ nhiệt kế (chỉ thị và đầu đo) không bị hỏng, bẹp, gẫy.

- Nhiệt kế nếu dùng pin phải thay pin mới trước khi hiệu chuẩn, thiết bị chỉ thị và đầu đo của nhiệt kế phải đồng bộ và tương ứng về chủng loại và dải đo nhiệt độ.

- Các nhiệt kế cần hiệu chuẩn phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

• Nhiệt kế chỉ thị hiện số, các số hiển thị phải rõ nét, không bị mờ hoặc bị mất nét, các chức năng hoạt động bình thường.
• Nhiệt kế chỉ thị tương tự, vạch chia phải còn đầy đủ không bị mờ nhòe, mất chữ số, kim chỉ thị không bị ma sát hoặc kẹt kim.
• Chỉ thị nhiệt độ môi trường của nhiệt kế cần hiệu chuẩn phải bình thường theo đúng tính năng của mỗi loại nhiệt kế.

- Kiểm tra đo lường được thực hiện bằng cách so sánh: số chỉ của nhiệt kế cần hiệu chuẩn tại mỗi điểm kiểm tra được so sánh với giá trị nhiệt độ “thực” được xác định bởi tổ hợp chuẩn.

- Số điểm kiểm tra phải được chia đều trong dải nhiệt độ cần hiệu chuẩn và không ít hơn ba điểm; hiệu chuẩn từ điểm thấp đến điểm cao nhất (phải hiệu chuẩn điểm 0^oC đầu tiên đối với loại nhiệt kế có chia độ ở điểm 0^oC) và ngược lại.

- Chuẩn bị điểm 0^oC (nếu nhiệt kế cần hiệu chuẩn có chia độ ở điểm 0^oC).

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

- Gá lắp nhiệt kế chuẩn, nhiệt kế cần hiệu chuẩn vào các bình điều nhiệt, lò hiệu chuẩn theo đúng yêu cầu kỹ thuật.

- Đặt nhiệt độ của thiết bị tạo môi trường ứng với nhiệt độ cần kiểm tra

 - Khi nhiệt độ ổn định (giá trị chỉ thị bằng giá trị đặt), để ổn định ít nhất 10 phút, đọc số chỉ nhiệt độ của chuẩn và nhiệt kế cần hiệu chuẩn. Trình tự đọc theo thứ tự:

Chuẩn →  N₁  →  N₂  →  N­₃ ….  →  N_n  →  Chuẩn

- Trong đó: N1, N2, …. Nn là nhiệt kế cần hiệu chuẩn

Quá trình đọc số chỉ từ nhiệt kế chuẩn đến nhiệt kế thứ N_n và đọc trở về đến nhiệt kế chuẩn là một lượt đọc. Số lượt đọc tại mỗi điểm kiểm tra không ít hơn 3 lần.

- Lần lượt tiến hành đo như trên đối với các điểm kiểm tra tiếp theo.

- Hiệu chuẩn theo chiều giảm nhiệt độ, từ điểm cao nhất đến điểm thấp nhất trong dải nhiệt độ cần hiệu chuẩn, trình tự tiến hành đo như trình bày ở trên, độ hồi trễ (hồi sai) của nhiệt kế cần hiệu chuẩn sẽ được tính tại điểm hiệu chuẩn nào có giá trị trung bình sai lệch lớn nhất theo chiều hiệu chuẩn tăng và giảm nhiệt độ.

 - Giá trị nhiệt độ đo được tại mỗi điểm kiểm tra của nhiệt kế chuẩn và nhiệt kế cần hiệu chuẩn là giá trị trung bình của các lần đo.

- Tính số hiệu chính tại mỗi điểm kiểm tra của nhiệt kế cần hiệu chuẩn.

- Tính độ lệch chuẩn tại mỗi điểm kiểm tra của số đọc giá trị nhiệt độ của nhiệt kế chuẩn và nhiệt kế cần hiệu chuẩn

 - ĐKĐBĐ được ước tính theo các thành phần sau:

• ĐKĐBĐ của tổ hợp chuẩn, khi xác định nhiệt độ "thực" của môi trường tạo nhiệt độ: (u_ch)
• ĐKĐBĐ của nhiệt kế cần hiệu chuẩn, khi chỉ thị các giá trị nhiệt độ trong dải nhiệt độ hiệu chuẩn (u_bk)
• Tính ĐKĐBĐ do chuẩn liên hợp của nhiệt kế đã hiệu chuẩn do các thành phần ĐKĐBĐ trên (u_c)
• Tính ĐKĐBĐ mở rộng :

U = 2.u_c (với mức độ tin cậy 95% và hệ số k=2)

Nhiệt kế chỉ thị hiện số và tương tự 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