Все о датчиках температуры.
Первый универсальный русскоязычный портал

Символ нового года

Стандарт ASTM E2877 и наши термометры в его системе координат

01.03.2018 | Автор: Григорьев С.В. | Полемические заметки | Количество просмотров: 1195 | Комментарии (1)

Предисловие редактора.

Данная статья опубликована на сайте ООО «ТЕРМЭКС» и публикуется на нашем сайте с согласия автора. Статья дополняет дискуссию по тематике «Замена ртутных термометров», начатую в статьях  «Выбираем электронный термометр на замену ртутно-стеклянному»Чем заменить ртутник?»«Что вреднее: ртутный термометр или ртутная лампа?»«Медицинский инфракрасный термометр:мифы и реальность»

Приглашаем к продолжению дискуссии о замене ртутных термометров и о нормативных документах, регламентирующих переход к цифровым термометрам.


Измерение температуры зачастую является важным фактором, влияющим на конечную точность результатов, получаемых при анализе свойств и испытаниях материалов, например, при контроле качества нефти и нефтепродуктов.

Традиционно для таких измерений используются ртутные термометры, утилизация которых доставляет массу неудобств пользователям и наносит значительный ущерб окружающей среде. Ртутные термометры не отличаются ни механической прочностью, ни удобством считывания показаний, что зачастую приводит к ошибкам лаборанта. Кроме того, для получения достоверного результата при измерении термометрами повышенной точности требуется применение таблиц поправочных коэффициентов, что создает дополнительные неудобства. Приведенных выше недостатков лишены электронные термометры, характеризующиеся простотой использования, удобством считывания показаний и значительной механической прочностью датчиков.

С 16 августа 2017 вступила в силу Минаматская конвенция, согласно которой все ртутные термометры должны быть выведены из употребления до 2020 года. Естественной заменой им должны стать электронные термометры.

Однако у электронных термометров, в отличие от ртутных, точность не равна цене деления. Их точностные характеристики зачастую представлены так, что понятны метрологам, но у лаборанта-химика могут вызвать затруднения при выборе подходящего электронного термометра и оценке возможности его применения для конкретного метода анализа.

Например, ГОСТ 33 при измерении вязкости нефтепродуктов рекомендует использовать ртутные термометры совершенно определенных типов: ТИН‑10 или термометры типов I или II по ГОСТ 13464. При этом в нем отсутствуют какие-либо рекомендации по выбору подходящего электронного термометра. Такие рекомендации не появились и в последней редакции этого документа, который вступит в силу 1 июля 2018 года.

В США еще в 2012 году был опубликован документ ASTM E2877 —  руководство по использованию электронных термометров, референсный документ для других методов испытаний, использующих измерения температуры. Например, ASTM D445однозначно регламентирует применение электронных термометров класса А по классификации ASTM E2877.

В этом нормативном документе содержится краткая информация об общих принципах работы электронных термометров, рекомендации по выбору устройства, его градуировке и калибровке.

Характеристики датчиков электронных термометров, их достоинства и недостатки сведены в информативную таблицу:

Тип датчика

Температурный диапазон

Стабильность

Вибро-устойчивость

Точность

Проволочный

ПТС

-200...+650 °C

Отличная, зависит от диапазона температур и конструкции

Ограниченная, в зависимости от конструкции

Зависит от схемы подключения

Пленочный
ПТС

-70...+300 °C

Термистор

-50...+100 °C

Отличная

Очень хорошая

Отличная

Термопара тип E

-200...+870 °C

Хорошая, увеличивается при понижении температуры

Отличная

Хорошая, увеличивается вблизи 0 °C

Термопара тип J

0...+760 °C

Термопара тип K

-200...+1260 °C

Термопара тип T

-200...+370 °C

Термопара тип N

0...+1260 °C

Термопара тип R, S

0...+1480 °C

Очень хорошая, увеличивается при понижении температуры

Очень хорошая, увеличивается при понижении температуры

Но основная ценность ASTM E2877 все-таки в том, что он определяет 9 классов точности для электронных термометров:

Класс

Предел погрешности

A

≤0.01 °C

B

≤0.02 °C

C

≤0.05 °C

D

≤0.10 °C

E

≤0.20 °C

F

≤0.50 °C

G

≤1.00 °C

H

≤2.00 °C

I

≤5.00 °C

Термометры, у которых предел погрешности измерения зависит от измеряемой величины, будут попадать в разные классы на разных интервалах температур.

Например, для термометра ЛТИ‑П, в соответствии с его погрешностью, выраженной как ±[0.3+0.005×Тизмер], его "классность" будет выглядеть так:

Диапазон измеряемых температур

Класс

      0...+40 °C

F

+41...+140 °C

G

+141...+340 °C

H

+341...+500 °C

I

А вот у термометра ЛТ‑300 два интервала измерения с "плоскими" пределами погрешности. Поэтому его "классность" выглядит так:

Диапазон измеряемых температур

Класс

   -50...+200 °С

C

+200...+300 °C

E

Некоторые производители разделяют погрешности для датчика и электронного блока. Это необходимо учитывать при вычислении соответствующего класса точности по ASTM E2877.

Хотелось бы надеяться, что и в нашей стране в ближайшее время появится подобный документ, на который смогут ссылаться профильные стандарты.

Для иллюстрации соответствия классов платиновых термопреобразователей сопротивления по ГОСТ 6651 и ASTM E2877, мы составили таблицу.

Тип датчика электронного термометра

Класс допуска по ГОСТ 6651

Температурный диапазон

Предел погрешности по ГОСТ 6651

Класс допуска по ASTM E2877

Проволочный платиновый термопреобразователь сопротивления

AA

 -50...+58 °C  

±0.20 °C

E

+59...+235 °C  

±0.50 °C

F

+236...+250 °C  

±0.53 °C

G

A

-100...-26 °C  

±0.35 °C

F

-25...+25 °C  

±0.20 °C

E

+26...+175 °C  

±0.50 °C

F

+176...+425 °C  

±1.00 °C

G

+426...+450 °C  

±1.05 °C

H

B

-196...-141 °C  

±1.30 °C

H

-140...-41 °C  

±1.00 °C

G

-40...+40 °C  

±0.50 °C

F

+41...+140 °C  

±1.00 °C

G

+141...+340 °C  

±2.00 °C

H

+341...+660 °C  

±3.60 °C

I

C

-196...-141 °C  

±2.60 °C

I

-140...-41 °C  

±2.00 °C

H

-40...+40 °C  

±1.00 °C

G

+41...+140 °C  

±2.00 °C

H

+141...+440 °C  

±5.00 °C

I

+441...+660 °C  

±7.20 °C

-

Пленочный платиновый термопреобразователь сопротивления

AA

0...+58 °C  

±0.20 °C

E

+59...+150 °C  

±0.36 °C

F

A

-25...+25 °C  

±0.20 °C

E

+26...+175 °C  

±0.50 °C

F

+176...+300 °C  

±0.75 °C

G

B

-40...+40 °C  

±0.50 °C

F

+41...+140 °C  

±1.00 °C

G

+141...+340 °C  

±2.00 °C

H

+341...+500 °C  

±2.80 °C

I

C

-40...+40 °C  

±1.00 °C

G

+41...+140 °C  

±2.00 °C

H

+141...+440 °C  

±5.00 °C

I

+441...+600 °C  

±6.60 °C

-

 

Другие статьи раздела

Все статьи раздела "Полемические заметки"

Комментарии:

Завлаб, | СлавНефтьГаз-ЮжСеверЗапВосток-СинтезЧегоУгодно

В статье: "ASTM D445однозначно регламентирует применение электронных термометров класса А по классификации ASTM E2877" Сдаётся мне, что в последних версиях этого стандарта (>2011 года) лажанулись (опечатались ?) с классом точности, потому как строкой ниже в той же главе 6.4.2 стандарта D445 идут следующие (более пониженные) требования: Display resolution: 0.01 °C, (recommended 0.001 °C) Display accuracy ±20 mK (±0.02 °C) for combined probe and sensor По слухам, комитет ASTM ответственный за этот стандарт уже получил немало возмущённых негативных отзывов касательно главы 6.4.2 и в ближайших версиях будет либо требование "E2877 Class B" либо вернутся к формулировками версии стандарта D445–11a в котором требовалось лишь: " A combined (display and probe) minimum accuracy of +-0.02°C ", то есть по сути не выше E2877 Class B. Так что отсутствие в ГОСТ 33 рекомендаций по выбору подходящего электронного термометра лишь благо. Надеюсь ГОСТ не будет спешить копировать ошибки ASTM_D445. И ваш ЛТИ-М (П) вполне будет годен к ASTM_D445 будущих версий.

Добавить комментарий: