ปัจจัยใดบ้างที่ควรพิจารณาเมื่อเลือกวิธีการวัดอุณหภูมิและเครื่องมือ

การแก้ปัญหาที่ประสบความสำเร็จในการควบคุมกระบวนการอุณหภูมิที่วัตถุใด ๆ มักจะถูกกำหนดโดยการเลือกวิธีการวัดและอุปกรณ์การวัดที่ถูกต้อง งานในการเลือกวิธีการและอุปกรณ์การวัดนั้นค่อนข้างยาก เนื่องจากต้องหาทางออกที่เหมาะสมที่สุด โดยคำนึงถึงปัจจัยหลายอย่างที่มักจะขัดแย้งกัน

มีหลายกรณีที่ไม่สามารถแก้ปัญหานี้ได้สำเร็จและต้องหาค่าอุณหภูมิที่ต้องการทางอ้อมโดยใช้ผลการวัดพารามิเตอร์ทางกายภาพอื่น ๆ ของวัตถุซึ่งสัมพันธ์กับอุณหภูมิตามธรรมชาติ ปัจจัยหลักที่กำหนดการเลือกวิธีการวัดมีคำอธิบายสั้น ๆ ด้านล่าง

ช่วงอุณหภูมิที่วัดได้

ปัจจัยนี้มีความสำคัญ แม้ว่าจะทราบวิธีการหลายวิธีในการวัดในช่วงอุณหภูมิสูง แต่ด้วยการวัดอุณหภูมิที่วัดได้ จำนวนของวิธีดังกล่าวมีจำกัดมากขึ้นเรื่อยๆ

ดู:วิธีการและเครื่องมือในการวัดอุณหภูมิ

พลวัตของกระบวนการวิจัย

เมื่อศึกษากระบวนการทางความร้อนที่แปรผันและโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระยะสั้น ความเฉื่อยทางความร้อนของเครื่องตรวจจับความร้อนมักเป็นข้อจำกัดที่สำคัญของการใช้วิธีสัมผัสในการวัดอุณหภูมิ ความยากลำบากที่เกิดขึ้นในการเชื่อมต่อนี้สามารถเอาชนะได้ในหลายกรณีโดยแนะนำการแก้ไขที่คำนวณโดยวิธีการที่เหมาะสมหรือโดยใช้อุปกรณ์แก้ไขพิเศษ

อย่างไรก็ตามหากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิของวัตถุที่ตรวจสอบนั้นมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขการถ่ายเทความร้อน การปรากฏตัวของความเฉื่อยทางความร้อนของเครื่องตรวจจับความร้อนจะไม่เพียงทำให้การอ่านค่าของอุปกรณ์ล่าช้าเท่านั้น แต่ รวมถึงการบิดเบี้ยวของรูปร่างของเส้นโค้งที่บันทึกไว้ของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

ในอุปกรณ์ที่ใช้วิธีวัดอุณหภูมิแบบไม่สัมผัส สามารถใช้ตัวรับที่มีค่าคงที่เวลาสั้นมากได้ ซึ่งจะเป็นการขยายช่วงไดนามิกของการวัดอย่างมาก ในกรณีนี้ ลักษณะไดนามิกของอุปกรณ์บันทึกที่ใช้กลายเป็นปัจจัยจำกัด

ความแม่นยำของการวัด

ข้อกำหนดสำหรับความแม่นยำของการวัดอุณหภูมิโดยวิธีการที่เลือกนั้นสอดคล้องกับข้อผิดพลาดในการวัดที่อนุญาตของพารามิเตอร์นี้ซึ่งกำหนดโดยกระบวนการทางเทคโนโลยีนี้

โดยคำนึงถึงลักษณะเฉพาะของการวัดอุณหภูมิ ควรระลึกไว้เสมอว่าข้อผิดพลาดที่อนุญาตในการวัดด้วยเครื่องมือด้วยชุดที่เลือก (เครื่องตรวจจับความร้อนพร้อมอุปกรณ์ตรวจวัด) ไม่ควรเท่ากับข้อผิดพลาดที่อนุญาตในการวัดอุณหภูมิ แต่ในบางกรณี มันน้อยมาก

ขอบเขตความแม่นยำที่จำเป็นของชุดการวัดควรสงวนไว้สำหรับความไม่เสถียรที่คาดไว้ของคุณลักษณะเครื่องตรวจจับความร้อน ซึ่งมักพบเมื่อทำการวัดอุณหภูมิที่สูง เช่นเดียวกับค่าที่คาดหวังของส่วนประกอบแบบสุ่มของวิธีการและการสุ่ม ส่วนประกอบของข้อผิดพลาดแบบไดนามิกสำหรับเงื่อนไขการวัดที่กำหนด

เมื่อกำหนดระดับความแม่นยำที่ต้องการของอุปกรณ์วัดหรือบันทึกที่ใช้แล้ว ควรคำนึงว่า ระดับความแม่นยำนั้นแสดงลักษณะข้อผิดพลาดพื้นฐานที่อนุญาตของอุปกรณ์ซึ่งแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของช่วงมาตราส่วนของอุปกรณ์ทั้งหมด ค่าสัมบูรณ์ของ ข้อผิดพลาดที่อนุญาตจะเหมือนกันในทุกจุดบนมาตราส่วน

ดังนั้นอุปกรณ์สามารถมีค่าข้อผิดพลาดพื้นฐาน ณ จุดใดก็ได้บนมาตราส่วน ดังนั้น ค่าสัมพัทธ์ของข้อผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับค่าที่วัดได้จะยิ่งมากขึ้น ยิ่งค่าของค่าที่วัดได้ใกล้จุดเริ่มต้นของมาตราส่วนมากขึ้นเท่านั้น

ลองอธิบายสิ่งนี้ด้วยตัวอย่าง ในอุปกรณ์การวัดระดับ 0.5 ที่มีมาตราส่วน 500 — 1,500 ° C ค่าสัมบูรณ์ของข้อผิดพลาดที่อนุญาตคือ 5 องศาที่แต่ละจุดของมาตราส่วน ค่าความผิดพลาดพื้นฐานสำหรับอุปกรณ์นี้อาจถึงค่าที่ยอมรับได้

ค่าสัมพัทธ์ในกรณีนี้อาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ 5/1500 (0.3%) ที่ส่วนท้ายของมาตราส่วนไปจนถึง 5/500 (1%) ที่จุดเริ่มต้นของมาตราส่วน ดังนั้นจึงแนะนำให้เลือกอุปกรณ์การวัดที่มีการเปลี่ยนแปลงช่วงขนาดดังกล่าวซึ่งค่าที่คาดไว้ของค่าที่วัดได้จะพอดีกับส่วนที่สามสุดท้ายของมาตราส่วน

หากการคำนวณข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ดำเนินการเกี่ยวกับอุณหภูมิ ขอแนะนำให้ดำเนินการโดยไม่คำนึงถึงค่าสัมบูรณ์ของอุณหภูมิ แต่เฉพาะช่วงอุณหภูมิที่ครอบคลุมกระบวนการที่พิจารณาเท่านั้น.

ในความเป็นจริง ขึ้นอยู่กับมาตราส่วน (องศาเคลวินหรือเซลเซียส) ที่แสดงค่าอุณหภูมิที่กำหนด ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ของการวัดจะมีค่าแตกต่างกัน ซึ่งไม่สามารถยอมรับได้

การวัดความไวของเครื่องมือ

เมื่อเลือกอุปกรณ์การวัด จำเป็นต้องให้ความสนใจกับข้อเท็จจริงที่ว่าความไวนั้นสอดคล้องกับความแม่นยำในการวัดที่ต้องการ และให้ความละเอียดตามเวลาที่จำเป็นของผลการศึกษาของกระบวนการแปรผัน

ความเห็นผิดว่าอุปกรณ์วัดที่ละเอียดอ่อนที่สุดสามารถให้ความแม่นยำในการวัดสูงสุด ซึ่งมักไม่จำเป็นต้องศึกษากระบวนการนี้ด้วยซ้ำ การใช้อุปกรณ์ที่มีความไวสูงเกินไปอาจสร้างความประทับใจผิดๆ เกี่ยวกับพลวัตของกระบวนการที่ศึกษาได้

อุปกรณ์ดังกล่าวอาจไม่แน่นอนภายใต้สภาวะการทำงานเหล่านี้ และการอ่านค่าจะได้รับผลกระทบจากปัจจัยด้านข้างหลายประการ (ลมพัดในห้อง การสั่นสะเทือน) ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่เพิ่มขึ้นในการอ่านค่าที่ไม่ใช่ลักษณะเฉพาะของปรากฏการณ์นี้

ในทางกลับกัน การใช้อุปกรณ์ที่มีความไวต่ำมากจะไม่อนุญาตให้มีการสังเกตความผันผวนเล็กน้อยแต่เป็นลักษณะเฉพาะของกระบวนการนี้ ซึ่งเป็นผลมาจากการเข้าใจผิดเกี่ยวกับความเสถียรที่อุณหภูมิสูงของกระบวนการนี้

ปฏิกิริยาเคมี

เมื่อตัดสินใจเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการใช้อุปกรณ์นี้ในการวัดอุณหภูมิสูงของตัวกลางที่เป็นของเหลวหรือก๊าซ ในแง่หนึ่ง ระดับของการทำงานร่วมกันของตัวกลางและวัสดุของเครื่องตรวจจับความร้อนที่ใส่เข้าไปมักจะเป็นตัวชี้ขาด และใน ด้านอื่น ๆ การทำงานร่วมกันของแต่ละส่วนของเครื่องตรวจจับความร้อนเอง

ปรากฏการณ์กลุ่มนี้ยังรวมถึงผลการเร่งปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของโลหะกลุ่มแพลทินัมในส่วนผสมของก๊าซเชื้อเพลิง ในฐานะที่เป็นสารเฉื่อยทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับส่วนผสมของก๊าซที่ติดไฟได้ แพลทินัมและแพลเลเดียมจะเร่งปฏิกิริยาของส่วนประกอบของส่วนผสมด้วยการปลดปล่อยความร้อนที่รุนแรงบนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา และทำให้ร้อนขึ้น

ดังนั้น การอ่านค่าของเครื่องตรวจจับความร้อนที่มีชิ้นส่วนแพลทินัมหรือแพลเลเดียมสัมผัสโดยตรงกับสารผสมที่ติดไฟได้จึงไม่แสดงลักษณะของอุณหภูมิสมดุลที่เกิดขึ้นระหว่างเครื่องตรวจจับความร้อนกับสิ่งแวดล้อม แต่เป็นอุณหภูมิที่สูงขึ้นอย่างมากซึ่งเกิดจากการให้ความร้อนด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา

ดูสิ่งนี้ด้วย:ข้อดีและข้อเสียของเซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบต่างๆ