Все о датчиках температуры.
Первый универсальный русскоязычный портал

Символ нового года

Образцовое поведение рабочего термометра

10.01.2011 | Автор: Н.П. Моисеева | Полемические заметки | Количество просмотров: 9201 | Комментарии (4)

Помните, когда-то в школе нам ставили оценки за поведение по трехбалльной системе: «образцовое», «хорошее», «плохое»? В основном у всех было «хорошее». «Образцовое» ставили только отличникам, «плохое» - двоишникам. Получалось, что как бы смирно двоишник себя не вел, высшей оценки по поведению ему не видать.

Мне эта ситуация чем-то напоминает наше деление термометров на «образцовые» (сейчас их называют «эталонными») и «рабочие». Если в паспорте термометра и в описании типа сказано, что он рабочий, а не образцовый, то, как бы хорошо он себя не вел, какую бы замечательную стабильность не проявлял, не быть ему образцовым, т.е. не участвовать в поверке и калибровке СИ согласно поверочной схеме.

У меня есть термометр самодельный ТС № 597. Он сделан из промышленного платинового чувствительного элемента, какие вставляют в корпус рабочих ТС. К этому миниатюрному ЧЭ припаяны четыре медные проволоки во фторопластовой оплетке. Поместив такой термометр в тонкую кварцевую пробирочку, не составляет труда его отградуировать в реперных точках ттв, галлия и индия по методике ПТС-10. Затем вынуть из пробирки. Получаем удобное средство для поверки и калибровки различных суховоздушных термостатов и металлоблочных калибраторов, куда ПТС-10 или ЭТС-100 просто не помещаются. Этот термометр при использовании в узком диапазоне 0-160 °С год от года показывает замечательную стабильность. Поэтому, как поверитель, я не сомневаюсь в результатах поверки. Но есть мнение, что по закону я должна поверять или калибровать что-то только образцовым (эталонным) СИ.

Вопрос: могу ли я сделать это мое самодельное средство измерения образцовым официально? Например, я калибрую этот термометр на эталоне каждый год и представляю комиссии по аккредитации протоколы калибровки. Метрологическая прослеживаемость выполнена, неопределенность оценена, она в десять раз меньше допускаемой погрешности поверяемых СИ. Даст ли комиссия разрешение на применение термометра в качестве образцового? Думаю, что нет. Просто процедура признания СИ образцовым не в рамках компетенции этой комиссии.

Как у нас вообще получаются образцовые термометры? Сложным образом. Предприятие должно провести ГПИ термометра, назвав его в описании типа образцовым какого-то разряда. Это сложно, дорого и не всегда приводит к появлению каких-то особо точных термометров. Раньше образцовых платиновых термометров было только два типа – ПТС-10 и ВТС. Они по конструкции действительно отличаются от всех рабочих термометров. Корпус кварцевый, спираль из платины свободная от напряжений. Это то, что за границей называют SPRT (Standard Platinum Resistance Thermometer).

Сейчас вошли в обращение много термометров в металлических корпусах, фактически сделанных из рабочих ЧЭ. Это хорошо, т.к. работать с железными термометрами намного удобнее, чем с кварцевыми. Они при проведении ГПИ получают статус образцовых термометров 2 и 3 разряда. Все, кто сейчас с ними работают, знают, что они могут быть и стабильными, и очень нестабильными. Никакие приемочные испытания не могут гарантировать стабильности термометров. Их преимущество перед обычными рабочими термометрами заключается только в тонком корпусе и пониженной инерционности. (Кстати, инерционность некоторых типов, таких как ПТСВ оставляет желать лучшего).

Зачем мы себя обманываем? Считаем что, если термометр был назван образцовым, то он один может служить при поверке? Вернемся к моему ТС № 597. Чем он хуже всех ЭТС, ПТСВ, ТСВ и т.д? Стабильность хорошая, термическая реакция почти мгновенная. Размер миниатюрный. Провода гибкие. В общем, мечта поверителя. Фактически, каждая организация может иметь ряд самодельных образцовых СИ, удобных в эксплуатации, предназначенных для использования на конкретных объектах. Основное, на мой взгляд, это обеспечение метрологической прослеживаемости к государственному эталону температуры и подтверждение на каждом этапе передачи размера единицы температуры неопределенности калибровки, которая должна включать нестабильность за межкалибровочный интервал.

Именно этим соображением я руководствовалась, когда я писала проект ГОСТ Р 8.624, стараясь включить туда более демократичного описание образцового СИ. Заглянем в наш словарь терминов, где дается определение образцового термометра по ГОСТ Р 8.624-2006 (п.3.3):

Эталонный [образцовый] термометр
Термометр любого типа (термометр сопротивления, термоэлектрический преобразователь, жидкостный стеклянный термометр и т.д.), поверенный путем прямой или опосредованной передачи размера единицы от государственного первичного эталона единицы температуры и используемый для поверки ТС.

.
Там не написано, что термометр должен еще при гос. испытаниях получить статус эталонного. Главное – это прослеживаемость градуировки к государственному эталону и назначение. Однако, не приведет ли это к тому, что любое самодельное изобретение может использоваться в качестве образцового? Вот тут и должна начаться реальная работа наших проверяющих комиссий. Компетентности проверяющих должно хватить на то, чтобы реально оценить образцовое СИ, просмотреть как это СИ вело себя на протяжении нескольких лет, в какой последовательности градуировалось и с какой неопределенностью. Решение о том, какие термометры годятся как образцовые, а какие нет должны принимать компетентные специалисты центров стандартизации. И тогда, думаю, некоторые ЭТС и ПТС, какими бы «образцовыми» они не были при рождении, не получат статус «образцовых» при аккредитации на право калибровке и поверки.

В этой небольшой заметке я упомянула только платиновые термометры. Но проблема касается всех образцовых СИ температуры. Уверена, что как образцовые могут применяться и некоторые рабочие термопары, пирометры или даже термисторы с индивидуальной градуировкой.


С уважением,
Моисеева Н.П.

Другие статьи раздела

Все статьи раздела "Полемические заметки"

Комментарии:

Алексей, | Элемер-Брянск

Автор рассуждает только с точки зрения метрологии, совершенно забывая про физику. Такие приборы, как ПТСВ делаются из цельной платиновой проволоки, в то время как ТС № 597 - наверняка плёночный. Учитывая то обстоятельство, что любой образцовый прибор является рабочим, то есть за год претерпевает огромное количество температурных циклов, наноразрушения (а они будут в любом случае) в ПТСВ менее скажутся на характеристики, чем в ТС. То есть во времени настоящий ПТСВ будет вести себя гораздо устойчивее, нежели плёночное термосопротивление.

Моисеева, | ВНИИМ

Алексей, ТС №597 - это ЭЧП проволочного типа в керамическом корпусе. Согласна, что если термометр подвергают термоциклированию очень часто и в широком диапазоне,то его стабильность может пострадать. Но это от нас зависит. Я применяю №597 примерно три раза в месяц и в узком диапазоне температур. Стабильность прекрасная. Почему я не могу его считать его образцовым? (Чисто законодательный вопрос) Я ничего не имею против ПТСВ, мне только не очень нравится их инерционность. Время стабилизации показаний в реперной точке иногда достигает 40 мин. Что такое наноразрушения? Это просто модное словечко или у Вас есть результаты исследования этого явления?

Завлаб, | СлавНефтьГаз-ЮжСеверЗапВосток-СинтезЧегоУгодно

Вы пишите: «Компетентности проверяющих должно хватить на то, чтобы реально оценить образцовое СИ, просмотреть как это СИ вело себя на протяжении нескольких лет, в какой последовательности градуировалось и с какой неопределенностью.» Тут дело еще не только в компетентности, но и ответственности, которую должен взять на себя проверяющий решая какие термометры годятся как образцовые, а какие нет. Чтобы мотивировать их принимать на себя ответственность и исключить коррупционные моменты необходимо чтобы у проверяющих были ясные критерии принятия решения. Я бы, к примеру, обязал желающих оценить образцовость поведения предоставить отчёт (журнал?) в заданном формате, в котором бы фигурировали: - даты результаты калибровок (поверок) с приложенными результатами; - и журнал использования средства измерения в межповерочное время, который бы свидетельствовал каким стрессам подвергался данный термометр. Причём чем «насыщеннее» журнал использования, тем больше вероятность получить положительное решение, ибо он действительно свидетельствует о стабильности средства измерения в его нормальных режимах эксплуатации, а не просто лежащего в шкафу. Поскольку для нового (или свежесбриколяженного) средства измерения подобного журнала может не быть, то также стоит предложить заменить его отчётом об «ускоренном испытании на долговечность», которое бы симулировало предполагаемый режим работы термометра в межповерожный интервал (ускоренное термоциклирование в заданных пределах и заданным временем выдержки на необходимых температурах). При наличии подобных свидетельств «образцового поведения» и, как Вы уже написали, достаточной компетентности проверяющих исключается их субъективность и реальные риски в последующей эксплуатации термометра классифицированного как «эталонными».

Завлаб, | СлавНефтьГаз-ЮжСеверЗапВосток-СинтезЧегоУгодно

В моей практике, к примеру была чуть подобная ситуация, когда пришлось обычный рабочий пленочный ТС [Heraeus С220 в спец.оболочке] переквалифицировать в рабочий эталон с метрологической аттестацией и со свидетельством о сроке гарантированной службы, заданным межповерочным интервалом в виде числа максимально жёстких термоциклов (ибо измерялись криотемпературы). Для этого сделали дюжину прототипов ТС в нужной спец.оболочке, взял на стажировку студента-электронщика, который еще и фанат Arduino, купили ему за 250$ с алибаба.ком разных компонентов от детской роботизированной игрушки «3D принтер». Он сотворил стенд, который автоматически 100 раз в сутки перемещал все датчики из чиллера с -110°C в термостат с +50°C и один раз в сутки в водно-ледяную баню (котрая тоже создавалась автоматически в термостате в нужное время из переохлаждённой дистилл.воды под контролем той же карты Arduino) . Через месяц прошли > 2500 циклов с 25-ю контролями стабильности R0. В итоге все остались счастливы :) : - студент написал сказочный диплом + получил премию :), - мы за 3 месяца получили отчёт об ускоренном «endurance test» для будущего рабочего эталона, который эмулировал максимально жёсткий режим использования средства измерения в течение >5 лет. - heraus дополнительное свидетельство о превосходной стабильности их плёночных TC в режимах жёсткого циклирования. Местной метрологической службой отчёт был принят с восторгом, свидетельство на рабочий эталон получено без проблем и даже попросили поделиться методикой и опытом в автоматизации :)

Добавить комментарий: