Quels facteurs doivent être pris en compte lors du choix d'une méthode et d'instruments de mesure de la température

La solution réussie du contrôle du processus de température sur un objet particulier est souvent déterminée par le choix correct de la méthode de mesure et de l'appareil de mesure. La tâche de choisir une méthode et un appareil de mesure est assez difficile, car une solution optimale doit être recherchée, en tenant compte de nombreux facteurs, souvent contradictoires.

Il arrive souvent que ce problème ne puisse pas être résolu avec succès et que les valeurs de température souhaitées doivent être trouvées indirectement, en utilisant les résultats de mesures d'autres paramètres physiques de l'objet, qui sont naturellement liés à la température. Les principaux facteurs qui déterminent le choix de la méthode de mesure sont brièvement décrits ci-dessous.

Plage de température mesurée

Ce facteur est critique. Bien que de nombreuses méthodes soient connues pour des mesures dans la plage de température élevée, avec la mesure de la température mesurée, le nombre de telles méthodes devient de plus en plus limité.

Regarder:Méthodes et instruments de mesure de la température

Dynamique du processus de recherche

Lors de l'étude de processus thermiques variables et surtout à court terme, l'inertie thermique des détecteurs thermiques est souvent une limitation importante de l'applicabilité des méthodes de contact pour mesurer les températures. Les difficultés qui se posent à cet égard peuvent dans de nombreux cas être surmontées en introduisant des corrections calculées par les méthodes appropriées ou en utilisant des dispositifs de correction spéciaux.

Cependant, si le changement de température de l'objet examiné s'accompagne d'un changement des conditions de transfert de chaleur, la présence d'inertie thermique du détecteur thermique entraînera non seulement un retard dans les lectures de l'appareil, mais également à une distorsion de la forme de la courbe enregistrée de changement de température.

Dans les dispositifs basés sur l'utilisation de méthodes de mesure de température sans contact, des récepteurs à très courte constante de temps peuvent être utilisés, élargissant ainsi considérablement la plage dynamique des mesures. Dans ce cas, les caractéristiques dynamiques de l'appareil d'enregistrement utilisé deviennent un facteur limitant.

Précision des mesures

Les exigences relatives à la précision de la mesure de la température par les méthodes sélectionnées correspondent à l'erreur de mesure admissible de ce paramètre établie par ce processus technologique.

Compte tenu des particularités des mesures de température, il convient de garder à l'esprit que l'erreur tolérée dans la mesure instrumentale avec l'ensemble sélectionné (détecteur thermique avec un appareil de mesure) ne doit pas être égale à l'erreur tolérée dans la mesure de la température, mais dans certains cas c'est bien moins.

La marge de précision nécessaire de l'ensemble de mesure doit être réservée à l'instabilité attendue des caractéristiques du détecteur thermique, qui est souvent rencontrée lors de la mesure de températures élevées, ainsi qu'aux valeurs attendues de la composante aléatoire de la méthodologie et de la composante aléatoire. composante des erreurs dynamiques pour des conditions de mesure données.

Lors de la détermination de la classe de précision requise de l'appareil de mesure ou d'enregistrement utilisé, il convient de tenir compte du fait que la classe de précision caractérise l'erreur de base admissible de l'appareil, exprimée en pourcentage de la plage d'échelle totale de l'appareil. l'erreur tolérée sera la même en tout point de l'échelle.

Par conséquent, l'appareil peut avoir une telle valeur d'erreur fondamentale à n'importe quel point de son échelle. Ainsi, la valeur relative de cette erreur relative à la valeur mesurée elle-même sera d'autant plus grande que la valeur de la valeur mesurée sera proche du début de l'échelle.

Expliquons cela avec un exemple. Dans un appareil de mesure de classe 0,5 avec une échelle de 500 à 1500 ° C, la valeur absolue de l'erreur tolérée est de 5 degrés à chaque point de l'échelle. La valeur d'erreur de base pour ce périphérique peut atteindre une valeur acceptable.

Sa valeur relative dans ce cas peut varier de 5/1500 (0,3%) en fin d'échelle à 5/500 (1%) en début d'échelle. Par conséquent, il est conseillé de choisir un appareil de mesure avec une plage de changements d'échelle telle que les valeurs attendues de la valeur mesurée correspondent au dernier tiers de l'échelle.

Si le calcul des erreurs relatives est effectué par rapport à la température, alors il est recommandé de le faire par rapport non pas à la valeur absolue de la température, mais uniquement à l'intervalle de température couvrant le processus considéré..

En effet, selon l'échelle (degrés Kelvin ou Celsius) dans laquelle est exprimée une valeur de température donnée, l'erreur relative de la mesure aura une valeur différente, ce qui ne peut être considéré comme acceptable.

Mesure de la sensibilité des instruments

Lors du choix d'un appareil de mesure, il faut faire attention au fait que sa sensibilité correspond à la précision de mesure requise et fournit la résolution temporelle nécessaire des résultats de l'étude du processus variable.

L'opinion est fausse que l'appareil de mesure le plus sensible peut fournir la plus grande précision de mesure, ce qui n'est souvent même pas nécessaire pour étudier ce processus. L'utilisation d'un appareil avec une sensibilité trop élevée peut créer une fausse impression de la dynamique du processus étudié.

Un tel appareil peut être capricieux dans ces conditions de fonctionnement, et ses lectures seront affectées par un certain nombre de facteurs secondaires (vent soufflant dans la pièce, vibrations), créant une variation accrue des lectures qui n'est pas caractéristique de ce phénomène.

D'autre part, l'utilisation d'un appareil à très faible sensibilité ne permettra pas l'observation de fluctuations faibles mais caractéristiques de ce processus, à la suite desquelles une fausse impression de stabilité à haute température de ce processus peut survenir.

Interactions chimiques

Au moment de décider de la possibilité d'utiliser cet appareil pour mesurer des températures élevées d'un milieu liquide ou gazeux, le degré d'interaction, d'une part, du milieu et des matériaux du détecteur thermique introduit dans celui-ci est souvent décisif, et d'autre part de l'autre côté, l'interaction des différentes parties du détecteur thermique lui-même.

Ce groupe de phénomènes comprend également l'effet catalytique qui se produit à la surface des métaux du groupe du platine dans les mélanges de gaz combustibles. En tant que substances chimiquement inertes vis-à-vis des mélanges de gaz combustibles, le platine et le palladium accélèrent la réaction des composants du mélange avec un dégagement de chaleur intense à la surface du catalyseur, le chauffant.

Par conséquent, les lectures des détecteurs thermiques avec des pièces en platine ou en palladium en contact direct avec des mélanges combustibles ne caractérisent pas la température d'équilibre établie entre le détecteur thermique et l'environnement, mais une température nettement plus élevée provoquée par le chauffage catalytique.

Voir également:Avantages et inconvénients des différents capteurs de température