Termometro

Consigli per l'acquisto di un termometro

Un parametro molto usato che viene misurato è la temperatura. In molte aree di garanzia della qualità, analisi ambientale e ricerca e sviluppo, la temperatura è un parametro importante. Un termometro è necessario per misurare la temperatura. Il tipo e il design del termometro usato dipende dall'applicazione.

Il modo più comune per misurare la temperatura dell'aria è con l'aiuto di un termometro. Il sensore del termometro si trova di solito nella parte superiore del dispositivo di misurazione ed è ben ventilato. Il design e la posizione del sensore evitano che la temperatura del corpo influenzi negativamente il risultato della misurazione del termometro quando questo viene tenuto in mano. I termometri per la misurazione della temperatura dell'aria sono disponibili sia come dispositivi portatili che come termometri per il monitoraggio stazionario. Questi ultimi sono spesso dotati di un registratore di dati in modo che la temperatura sia misurata per un periodo definito e memorizzata dal termometro per il controllo della qualità. Molti dei termometri che misurano la temperatura dell'aria possono anche determinare l'umidità. Questo permette al termometro di calcolare il punto di rugiada e altre variabili derivate. Queste proprietà rendono il termometro per misurare la temperatura dell'aria un importante strumento di misura nella vita quotidiana.

Il secondo grande campo è quello dei termometri per la determinazione esatta della temperatura di una sostanza. In questo caso, il termometro di solito consiste di almeno 2 componenti: 1. il termometro / unità di visualizzazione e 2. almeno un elemento sensore. In questo campo dei termometri, ci sono ulteriori distinzioni che determinano il termometro a seconda dell'applicazione. Da un lato, c'è il design del sensore. Qui ci sono diversi sensori con una punta perforante, con una punta a disco o un semplice sensore di temperatura a filo. Inoltre, la scelta del tipo di sensore attuale è decisiva per il miglior risultato di misurazione. I termometri con sensori di temperatura al platino (Pt100, Pt500 o Pt1000) sono spesso utilizzati quando sono richieste misure di temperatura accurate. I termometri che utilizzano termocoppie (tipo K, J, T....) per determinare la temperatura sono utilizzati quando la misurazione deve essere fatta in modo relativamente rapido. Entrambi i termometri hanno vantaggi e svantaggi. I termometri con sensori di resistenza funzionano molto accuratamente, ma sono anche relativamente lenti. I termometri che usano le termocoppie misurano la temperatura molto rapidamente ma sono relativamente imprecisi. Anche in questo settore ci sono termometri portatili e termometri per applicazioni fisse.

Terzo nella gamma dei termometri sono i termometri che misurano la temperatura otticamente e senza contatto. Questi termometri utilizzano la radiazione infrarossa, che ogni oggetto emette in proporzione alla sua temperatura. Per mezzo di un fattore, la cosiddetta emissività, il termometro a infrarossi determina la temperatura superficiale di vari oggetti. Una difficoltà che si presenta spesso con questo principio di misurazione è che l'emissività sbagliata è impostata sul termometro, e quindi viene misurata la temperatura sbagliata. Inoltre, bisogna considerare che anche le riflessioni influenzano il risultato della misurazione. I termometri di questo tipo sono utilizzati nella versione portatile per misurazioni rapide. Per esempio, i termometri IR sono utilizzati nel settore delle costruzioni, nell'industria, ecc. Ci sono anche termometri a infrarossi per applicazioni fisse. Qui, il sensore è montato su o in una macchina con l'aiuto di materiale di montaggio. Il valore misurato viene poi trasmesso a un display digitale, un data logger o un PLC tramite un'uscita analogica o un'interfaccia.

Quale termometro viene usato quando dipende sempre dall'applicazione e dai requisiti speciali per ogni compito di misurazione. Se avete domande o avete bisogno di aiuto per trovare il termometro giusto, i nostri tecnici e ingegneri saranno felici di aiutarvi.

Altre informazioni sui termometri

Oltre a misurare la temperatura della stanza, molti di questi termometri hanno anche varie funzioni, come misurare l'umidità, la pressione dell'aria e il flusso d'aria. Questi termometri possono essere utilizzati in molti luoghi e sono molto versatili grazie alle molte funzioni e sono molto utili per ogni utente. La gamma di termometri copre molti gruppi target nella vita quotidiana e va dalle aziende alle scuole e alle famiglie, che possono utilizzare i nostri termometri per una varietà di scopi.

I termometri appaiono in molti luoghi della vita quotidiana. I termometri sono utilizzati nelle previsioni del tempo, i termometri misurano la temperatura del cibo o la temperatura corporea di uomini e animali. Queste sono aree di applicazione dei termometri dell'ambiente privato che tutti conoscono. Tuttavia, i termometri sono utilizzati anche nella vita commerciale quotidiana per determinare la qualità dei beni di produzione, per esempio.

Ma cosa significa termometro? La parola termometro è composta da due parti. Le parole greche thermós e métron, che significano caldo e misura. Quindi un termometro è una misura del calore. I termometri PCE Instruments utilizzano tutti metodi di misurazione elettrica per misurare la temperatura. I termometri per la temperatura dell'aria, per esempio, usano sensori a resistenza o a semiconduttore. I termometri per misurare la temperatura interna di liquidi o solidi usano termocoppie, che utilizzano l'effetto Seebeck per misurare una temperatura. Le resistenze dipendenti dalla temperatura (Pt100, Pt500, Pt1000, NTC o PTC) sono anche ampiamente utilizzate per questo compito di misurazione della temperatura e sono usate nei termometri per determinare la temperatura con precisione.

Termometro con datalogger

Aree di applicazione per i termometri con data logger
Per molte applicazioni, ha senso non solo determinare i valori attuali della temperatura, ma anche memorizzarli. Con l'aiuto dei dati di temperatura memorizzati automaticamente da un termometro con data logger, le curve di temperatura possono essere visualizzate graficamente più facilmente e valutate in dettaglio. Un termometro con data logger adatto può essere usato, per esempio, per documentare le temperature a cui sono stati esposti alimenti, materiali sensibili o attrezzature durante il trasporto o lo stoccaggio. Il tempo e la durata dei picchi di temperatura insoliti permettono di trarre conclusioni sulle possibili cause delle fluttuazioni di temperatura. Tuttavia, un data logger di temperatura può anche essere usato per controllare dispositivi e sistemi per il riscaldamento o il raffreddamento o per controllare quanto la temperatura sale in macchine o sistemi durante il funzionamento. I dati memorizzati da un termometro con data logger possono anche essere utilizzati per determinare se le temperature generate in un contenitore refrigerato, un'incubatrice, una serra o un impianto di essiccazione sono entro i limiti specificati durante l'intero periodo di osservazione.

I termometri con data logger sono quindi adatti, tra l'altro, per

- Monitoraggio della temperatura durante lo stoccaggio, il trasporto e la lavorazione di materiali o prodotti sensibili alla temperatura
- Documentazione dei processi dipendenti dalla temperatura
- Registrazione della temperatura durante lo sviluppo del processo e per l'ottimizzazione del processo
- Raccolta di dati per valutare il gelo, il calore e altri danni legati alla temperatura

Criteri di selezione per i termometri con data logger
A seconda dell'uso previsto, vari criteri sono più o meno importanti nella scelta del modello di apparecchio. In ogni caso, il campo di misura e la precisione di misura del termometro con data logger devono essere adatti ai requisiti del rispettivo compito. Per la documentazione delle temperature durante i trasporti più lunghi o in luoghi esterni di difficile accesso, di solito sono necessari termometri con data logger autosufficienti con un'elevata autonomia minima. Il loro tempo di esecuzione minimo è limitato da un lato dalla durata della batteria e dall'altro dal volume di memoria disponibile. Per altre applicazioni, è vantaggioso se i dati di misurazione della corrente possono anche essere letti direttamente o se il termometro del data logger segnala otticamente o acusticamente quando vengono superati i valori limite impostati. Alcuni termometri con data logger possono anche trasmettere i valori misurati su lunghe distanze a un computer o in una rete, in modo che i dati siano rapidamente disponibili per decisioni o valutazioni. Il software per PC o le applicazioni sono disponibili per molti modelli di dispositivi per semplificare la visualizzazione, la valutazione e la documentazione delle temperature misurate. Spesso, i termometri del data logger possono anche essere comodamente configurati sul computer per la prossima misurazione tramite questo software.

Ecco una breve lista dei criteri più importanti per i termometri con data logger

- Range di misura e precisione
- Tempo di esecuzione e volume di archiviazione
- Tipo di trasmissione dei dati
- Opzione di visualizzazione
- Funzione di allarme
- Opzioni di regolazione
- Funzioni di valutazione
- Parametri di misurazione aggiuntivi, ad esempio l'umidità

Calibrazione del termometro

La parola calibrazione è un termine tecnico che sta a indicare il controllo della precisione degli strumenti di misura e degli altri apparecchi. La precisione di un termometro varia a seconda del suo design. Ecco perché le specifiche tecniche indicano la precisione di ogni termometro. La precisione può essere indicata come valore assoluto in ºC, ºF o gradi Kelvin, come valore relativo in percentuale del valore misurato o come combinazione di entrambi, come ±0,2 °C, ±0,3% del valore di misurazione o ± (0,4 % + 1 °C). Quando la precisione è specificata come 0,15°C o 0,2% del valore di misura, si applicherà sempre il valore più alto.

A causa delle diverse influenze sul termometro, però, in particolare sui componenti direttamente correlati alla misurazione, può essere oltrepassata la tolleranza specificata. Per questo motivo è necessario verificare la precisione del termometro. A seconda della precisione richiesta e del tipo di termometro da testare, è possibile utilizzare diverse procedure di calibrazione. Per garantire che i risultati delle calibrazioni siano tracciabili, comparabili e indipendenti dall'utente, le procedure e le condizioni per ciascun processo devono essere chiaramente definite.

In termini generali, le calibrazioni di un termometro possono essere così differenziate:

• Calibrazione che utilizza un termometro di riferimento verificato
• Calibrazione di un termometro a contatto con auto di miscele di sostanze in cui si stabilisce una temperatura nota
• Calibrazione di un termometro a infrarossi mediante un calibratore a infrarossi con radiatore corpo nero

Termometro di riferimento per misurazioni comparative
Molti termometri vengono calibrati con un termometro di riferimento. Affinché il termometro di riferimento misuri in modo corretto, deve essere stato calibrato in modo diretto o indiretto mediante un altri termometro di riferimento, sui punti fissi della scala ITS-90. Per accreditare la calibrazione, viene rilasciato un certificato di calibrazione. Durante la misurazione comparativa, è necessario assicurarsi che il termometro da controllare e il termometro di riferimento abbiano la stessa temperatura. Per ottenere ciò, entrambi i termometri possono essere collocati, ad esempio, in bagni con regolazione della temperatura o camere climatiche.

Scala Internazionale di Temperatura ITS-90
La Scala Internazionale di Temperatura ITS-90 è riconosciuta internazionalmente e stabilisce vari punti fissi riproducibili tra -260 °C e 1085 °C, facilitando la determinazione della temperatura. Il punto triplo dell'acqua e di alcuni elementi chimici servono come punti di riferimento. Il punto triplo è quello in cui lo stato solido, lo stato liquido e lo stato gassoso di una sostanza coesistono in equilibrio. In altre parole, non modificano il rapporto quantitativo esistente. Ad esempio, le molecole d'acqua hanno il loro punto triplo a 0,01 °C e 6,12 mbar. Se la temperatura o la pressione vengono modificate, le proporzioni delle tre fasi cambiano.

Punti fissi di temperatura, bagni di calibrazione, forni di calibrazione, blocchi di calibrazione
Per calibrare un termometro con la massima precisione sono stati sviluppati speciali punti fissi di temperatura, bagni di calibrazione e forni di calibrazione. Se utilizzati in modo corretto, questi dispositivi speciali mantengono i punti di riferimento della temperatura costanti e riproducibili. Tuttavia, la spesa per l'acquisto e il funzionamento di questi dispositivi è giustificata solo se vengono utilizzati frequentemente. Per questo molte aziende e istituti di ricerca commissionano a laboratori esterni la calibrazione dei propri termometri.

Calibrazione del termometro a infrarossi con un calibratore a infrarossi
Per calibrare un termometro a infrarossi viene utilizzato un calibratore a infrarossi con elevata emissività. Il range di misura e la precisione del termometro a infrarossi che si vuole testare determinano in grande misura il tipo di calibratore da utilizzare. I corpi neri delle cavità sono modellati in modo tale che non si verifichino deviazioni dovute a correnti d'aria o riflessioni. Esistono corpi neri riscaldabili autonomamente anche per alte e altissime temperature, e altri corpi neri come accessori per termostati di calibrazione per l'acqua, con i quali si possono ottenere altissime precisioni e stabilità di temperatura.

Determinazione dei punti di riferimento per la calibrazione
Prima di eseguire la calibrazione un termometro, è necessario stabilire il range di temperatura desiderato, nonché il numero e la temperatura dei punti di riferimento. Il campo di temperatura deve essere limitato, per quanto possibile, alle temperature da utilizzare con il termometro. In questo modo si riduce il lavoro di calibrazione. Per l'intervallo di temperatura scelto devono essere selezionati almeno da tre a cinque punti di regolazione. Le temperature di controllo dovrebbero coprire l'intero range in modo da poter trarre conclusioni sulla distribuzione degli errori di misurazione. Se il termometro viene inviato a un laboratorio di metrologia esterno per la calibrazione, i punti di riferimento desiderati devono essere specificati in anticipo. In caso contrario, il laboratorio utilizzerà determinate temperature di riferimento che potrebbero essere del tutto irrilevanti per la vostra applicazione.

Termometri certificati

I termometri certificati sono usati principalmente per scopi ufficiali e nelle transazioni commerciali, ma anche per misurazioni in campo medico. In termini di protezione dei consumatori, sono utilizzati, tra l'altro, per la misurazione della temperatura nel commercio, nei laboratori, negli ospedali e negli studi medici, ma anche dai responsabili del dipartimento di salute pubblica, dell'agenzia ambientale e dell'autorità per la salute e la sicurezza sul lavoro, così come per chiarire le storie di crimini nella scienza forense. I termometri certificati possono essere utilizzati anche nell'implementazione dei concetti di igiene, tra l'altro per il controllo regolare delle apparecchiature di misurazione della temperatura per bagni caldi, frigoriferi e congelatori o celle frigorifere e per controllare la precisione di misurazione di altri termometri.

Termometri a liquido in vetro, termometri a quadrante, termometri a resistenza e altri termometri e sensori di temperatura elettronici, nonché termometri a infrarossi sono disponibili anche come termometri certificati per vari intervalli di temperatura. I termometri usati per scopi medici non sono solo soggetti alla legge sulla taratura, ma anche all'Ordinanza sui dispositivi medici (MPBetreibV) se non sono usati esclusivamente per scopi privati. Secondo questa ordinanza, i termometri medici elettrici, compresi quelli con sonde di temperatura intercambiabili, devono essere controllati almeno ogni due anni e i termometri a radiazione infrarossa annualmente. L'operatore dei termometri deve quindi effettuare o far effettuare dei controlli metrologici e documentarli. Per questi controlli, vengono solitamente utilizzati bagni di calibrazione speciali e termometri di riferimento ad alta precisione con calibrazione ACCREDIA/LAT, per i termometri a infrarossi anche calibratori a corpo nero.

I periodi di taratura dei termometri certificati non sono definiti in modo uniforme in Europa, e anche la determinazione del fatto che organismi diversi da quelli statali possano effettuare la taratura è soggetta alla legislazione nazionale. Nell'attuale legge tedesca sulla misurazione e la calibrazione, è stato stabilito un obbligo di notifica per gli strumenti di misura calibrati. I termometri certificati di nuova acquisizione o altri strumenti di misurazione che devono essere utilizzati nell'area di trasferimento della custodia devono essere segnalati all'ufficio pesi e misure responsabile a livello locale. A questo scopo, le informazioni sul tipo di dispositivo, il produttore, la designazione del tipo e l'anno di marcatura devono essere fornite nella notifica all'utente in conformità con la legge sulla metrologia. Chiunque utilizzi termometri senza valutazione di conformità per applicazioni in cui questa è obbligatoria, non presenta i documenti richiesti o non notifica in tempo utile il trasferimento dei termometri in custodia, agisce in modo irregolare e può essere multato.

Tipi di termometri

Un termometro è un dispositivo di prova e di misurazione per determinare la temperatura di varie sostanze. I termometri sono disponibili in molte forme e tipi diversi per un'ampia varietà di applicazioni. A seconda del tipo di termometro, funziona secondo un principio fisico diverso. Questo definisce anche la precisione del termometro. I termometri elettronici funzionano spesso secondo il metodo di misurazione della resistenza. Questi termometri usano un NTC (conduttore caldo), PTC (conduttore freddo), sensori di platino come Pt100, Pt500 o Pt1000 per determinare esattamente la temperatura. Un metodo di misurazione più diffuso del termometro è la misurazione della temperatura tramite termocoppie. Questi termometri utilizzano l'effetto Seebeck di 2 diversi conduttori metallici per misurare la temperatura.

Termometri a resistenza elettronica
Un termometro che determina elettronicamente la temperatura attraverso la resistenza utilizza la sensibilità alla temperatura di materiali speciali. Questi termometri usano conduttori caldi o freddi per misurare la temperatura. Ma cosa significa esattamente? Se si utilizza un termometro con un NTC, cioè un conduttore caldo, si può dire che la resistenza del sensore di temperatura diminuisce all'aumentare della temperatura. Il risultato è che una corrente maggiore può fluire ad una tensione costante fornita dal termometro. Con un PTC, cioè un termistore PTC, la resistenza aumenta quasi proporzionalmente alla temperatura. Così, scorre una corrente più bassa. Così, la corrente che scorre e che il termometro può misurare è la misura della temperatura. I termometri che lavorano secondo il metodo di misurazione della resistenza sono spesso molto precisi perché la resistenza di misurazione può essere molto grande (Pt1000: 1000 Ohm a 0 °C) e a causa della curva caratteristica, si producono flussi di corrente meglio misurabili. I sensori di platino sono spesso utilizzati perché sono molto puri e quindi funzionano molto accuratamente. I termometri in platino sono spesso utilizzati nei processi industriali perché questi sensori sono installati in camicie di acciaio inox. Questi termometri sono poi utilizzati per misurare la temperatura di processo di alimenti, liquidi, oli, etc.

Termometri con termocoppie
I termometri con termocoppie utilizzano l'effetto Seebeck di due diversi conduttori metallici. Le più comuni sono le termocoppie di tipo K. Queste sono fatte di Ni-CrNi (nichel-cromo-nichel). I termometri di questo tipo misurano una tensione che si genera quando si riscaldano i due materiali che si toccano. Le tensioni generate in una termocoppia sono molto basse e ammontano a pochi µV per °C. Anche ad alte temperature, un termometro a termocoppia misurerà spesso tensioni che sono < 0,1V. Se x termocoppie sono collegate in serie a un termometro, il termometro leggerà una temperatura che è x volte superiore. I termometri di questo tipo sono spesso utilizzati nelle applicazioni di massa perché la tecnologia di misurazione è poco costosa e il tipo di misurazione è relativamente facile da implementare. I termometri a termocoppia sono utilizzati per un'ampia varietà di applicazioni, a seconda del design del sensore per le temperature dell'aria, della superficie o anche del nucleo.

Termometri con sensori a semiconduttore
Simili ai termometri a resistenza, i termometri con sensori a semiconduttore fanno uso della resistenza elettrica di diversi materiali. Se scorre una corrente più alta, anche la temperatura misurata è più alta. I termometri con sensori a semiconduttore sono spesso utilizzati per misurare la temperatura dell'aria o in applicazioni in cui la precisione del valore misurato gioca un ruolo subordinato.

Termometri di diversi tipi di sensori, costruzione e design
I termometri di diversi tipi di sensori, costruzione e design mostrano i valori misurati su un display. Il valore misurato sul termometro è solitamente visualizzato nell'unità °C (gradi Celsius). Nella regione americana, l'indicazione su un termometro è di solito in °F (gradi Fahrenheit). In campo scientifico, la lettura di un termometro è spesso indicata anche in K (Kelvin) per le differenze di temperatura e per le temperature molto basse. Da dove vengono le diverse scale di temperatura? L'origine delle scale termometriche risiede nello scopritore della rispettiva scala. Per esempio, Anders Celsius (1701 ... 1744) determinò che la temperatura misurata da un termometro di acqua ghiacciata è 0 °C e che l'acqua bollente ha una temperatura di 100 °C. Il termometro Daniel Gabriel Fahrenheit fece vari esperimenti e volle stabilire la propria scala, prendendo in considerazione, tra le altre cose, la temperatura del corpo, una miscela di ghiaccio, acqua e ammoniaca e la temperatura più bassa di Danzica in quel momento. Così, nella scala Fahrenheit, i termometri mostrano una temperatura di 32 °F per una miscela di ghiaccio e acqua e 212 °F per acqua bollente.