Medida e calibração da temperatura

A temperatura pode ser o parâmetro físico o mais geralmente medido. Contudo nunca houve muitas maneiras de medi-lo como existe hoje. Com tantas opções é natural ter algumas perguntas. Como eu meço a temperatura? Quão exata é minha medida? Que escala de temperatura é exigido? Qual o melhor dispositivo para medir a temperatura?

Estas são perguntas muito comuns quando confrontados com a necessidade de medir a temperatura. Uma variedade de dispositivos de medição pode ser usada para medir a temperatura: líquido em termômetros de vidro, termopares, termistores, nos detectores de resistência à temperatura, termômetros de resistência da platina e termômetros padrão de resistência da platina.

Para medir uma temperatura é necessário após inserir um sensor de temperatura na área a ser medida, é preciso um tempo antes da leitura para que a temperatura esteja estabilizada. Para estabilizar o termômetro na temperatura correta, a sonda deve ser suficientemente imersa. Alguns termômetros exigem mais profundidade de imersão do que outros, e termômetros de precisão exigem mais ou menos de 10 a 15 cm quando inserida em um líquido ou um encaixe confortável, dependendo do diâmetro da sonda.

Melhores resultados em termos de precisão e tempo de estabilização ocorrem quando a sonda pode ser inserida em um líquido agitado, pois bolsas de ar entre o cabo da sonda e as superfícies sólidas conduzem a uns tempos mais longos da estabilização e exigem mais imersão do que seria exigido em um líquido. Os termômetros especializados são necessários para temperaturas de medição em superfícies e para as situações onde o cabo da ponta da sonda será exposto à temperaturas extremas.Testando o desempenho energético dos sistemas de vapor, torres de resfriamento, trocadores de calor, sistemas de refrigeração, turbinas e motores de combustão interna e externa exigem medir diferenças entre a entrada e a saída de temperaturas. Às vezes, essas medidas têm de ser feitas de fora do cano usando termopares, sensores de película fina ou medidores de temperaturas infravermelhos. No entanto, a melhor precisão será alcançada quando poços termométricos forem instalados corretamente em ambos os tubos de entrada e saída, para que uma sonda possa ser inserida e suficientemente imersa. Como os diâmetros são às vezes um fator limitante para a imersão, a melhor localização para um poço será em um cotovelo na tubulação de modo que a sonda possa ser inserida paralelamente ao fluxo do fluido com a profundidade de imersão tanto quanto necessário.

Muitas vezes, os dispositivos que medem e exibem a temperatura precisam ser verificados ou calibrados com um termômetro de referência. A precisão é melhorada quando a distância entre os dois termômetros é reduzida, e a melhor prática é alinhar os centros dos elementos sensores do termômetro de referência e o dispositivo em teste. É necessário estar ciente de que a localização do centro do sensor depende do tipo de sensor e modelo.

Um método comum de calibração de sensores de temperatura é removê-los de onde estão instalados e colocá-los em um calibrador seco ou um micro banho. Estes calibradores proporcionam um ambiente de temperatura estável ao longo de um intervalo de temperaturas para comparar o termômetro em teste para a exibição do calibrador ou a um termômetro de referência para mais precisão.

Alternativamente, sensores de temperatura podem ser calibrados ou verificados sem removê-los do seu local instalado. Geralmente isso é feito inserindo um termômetro de referência em um poço termométrico ou um termômetro de imersão bem instalado ao lado do termômetro a ser testado.

Termômetros que são especificados por engenheiros de projeto para monitoramento ou controle de temperatura devem incluir dados de precisão em suas especificações. Um engenheiro de projeto, o engenheiro de qualidade ou metrologista também devem especificar os requisitos de calibração. No entanto, não é incomum para os técnicos de instrumentos receberem um trabalho de calibração e pouca ou nenhuma informação sobre os requisitos de calibração.

Uma estratégia comum de calibração é reduzir erros, mantendo a incerteza dos padrões de calibração para uma baixa porcentagem da precisão do termômetro em teste. Esta percentagem é geralmente descrita como uma relação de incerteza de teste. Por exemplo, a relação de incerteza de teste 04:01 utilizada pelas indústrias militares e outros mantém a incerteza coletiva dos padrões de calibração para 25% da precisão do termômetro em teste. Para comparação, uma relação de incerteza de teste de 2:1 significa que a incerteza é de 50% da precisão termômetro, e se o termômetro de referência tem a mesma precisão do termômetro em teste, então a relação de incerteza de teste é de 1:1. A última relação de incerteza de teste nunca é recomendada para calibração e produziria resultados não confiáveis. Com um padrão de calibração mais preciso pode-se identificar mais precisamente dispositivos fora da tolerância de campo.