Urządzenia do pomiaru temperatury

Do bezdotykowego pomiaru temperatury służą pirometry i termometry na podczerwień. Mierzą one ciepło lub promieniowanie podczerwone emitowane przez każde ciało, którego temperatura jest powyżej zera absolutnego. Promienie podczerwone to promienie elektromagnetyczne, które jest wykrywane przez czujnik zintegrowany z termometrem i przekształcane na sygnał elektryczny, a ostatecznie przetwarzane dalej. Termometry na  podczerwień i pirometry umożliwiają niezawodny pomiar temperatury powierzchni z bezpiecznej odległości. Dobrze sprawdzają się w warsztatach lub podczas prac budowlanych.

Promieniowanie podczerwone jest również wykrywane przez kamery termowizyjne, które są dostępne w wersji kieszonkowej lub jako zaawansowane modele. Kamery termowizyjne - jak sama nazwa wskazuje - mapują rozkład temperatury powierzchni. Proces obrazowania jest znany jako termografia. Niższe temperatury są przedstawione w kolorze niebieskim i fioletowym, wysokie w kolorze od czerwonego do białego. Kamery termowizyjne mają tę zaletę, że mogą badać odległe obiekty i dobrze nadają się na przykład do lokalizacji mostków termicznych w budynkach lub do identyfikacji słabych punktów w systemach grzewczych.

Paski do pomiaru temperatury stanowią alternatywę dla skomplikowanych przyrządów do pomiaru temperatury. Zazwyczaj są to folie samoprzylepne, które są na stałe przymocowane do jednego punktu, dlatego służą do stałego monitorowania temperatury w jednym miejscu. Paski są wyposażone w substancje wrażliwe na ciepło (wskaźniki), które zmieniają kolor po osiągnięciu określonej temperatury. Często posiadają skalę numeryczną i dzięki temu umożliwiają odczyt konkretnych wartości pomiarowych.

W wielu przypadkach czujniki temperatury stanowią podstawę do precyzyjnego pomiaru temperatury w warunkach przemysłowych. Są to elementy elektroniczne  będące częścią urządzeń pomiarowych. W zależności od obszaru zastosowania rozróżnia się np. czujniki powietrza, czujniki powierzchniowe i zanurzenia. Czujniki temperatury mogą być skonstruowane na różne sposoby. Tak zwane termistory, znane również jako termistorami NTC (NTC = Negative Temperature Coefficient), w miarę wzrostu temperatury zmniejszają swój opór. W przypadku termistorów PTC (PTC = Dodatni Współczynnik Temperatury) opór rośnie wraz z temperaturą. Wspólną cechą wszystkich czujników temperatury jest przetwarzanie wykrytej temperatury na sygnał elektryczny, a tym samym jej pomiar. Za pomocą akcesoriów do czujników temperatury, takich jak adaptery, kable i zestawy wtykowe można czujniki wymieniać lub dostosować do miernika zgodnie z własnymi potrzebami.

Kryteria zakupu urządzeń do pomiaru temperatury - co jest ważne?

Podstawowym kryterium przy zakupie urządzenia do pomiaru temperatury jest jego przeznaczenie. W przypadku pomiaru temperatury w miejscach trudnodostępnych lub obiektów ruchomych, zaleca się stosowanie termometrów na podczerwień lub kamer termowizyjnych, które umożliwiają bezdotykowy pomiar temperatury. Natomiast do pomiaru temperatury wewnętrznej cieczy i artykułów spożywczych należy zastosować kontaktowy pomiar temperatury. Powodem tego jest fakt, że termometr, który mierzy bezdotykowo, zawsze tylko rejestruje temperaturę powierzchni. Poza tym kontaktowy pomiar zapewnia większą dokładność niż bezdotykowy pomiar na gładkich powierzchniach przewodzących ciepło. Urządzenia pomiarowe z zestawem różnych czujników temperatury, które można wymieniać, nadają się do wielu zastosowań.

Ponadto, ważnymi czynnikami przy wyborze urządzenia są zakres pomiarowy (temperatura minimalna i maksymalna) oraz dokładność. Oba powinny być wybrane rozsądnie, np. zakres pomiarowy pomiędzy -50 a +5000 °C nie jest konieczny dla standardowych pomiarów domowych, natomiast technologia pomiaru, która nie zapewnia precyzyjnych odczytów, nie jest dobrą podstawą do profesjonalnych analiz. Szybkość pomiaru wskazuje częstotliwość, przy której czujnik temperatury mierzy i może również odgrywać ważną rolę w dokładności pomiaru. Należy również wziąć pod uwagę rodzaj kalibracji (DAkkS, ISO) oraz klasę ochrony IP, zwłaszcza jeśli termometr lub urządzenie pomiarowe mają kontakt z kurzem lub wodą.

Wyposażenie i funkcje przyrządu pomiarowego powinny odpowiadać wymaganiom pomiaru i zakresowi zastosowania. Przyrządy ze zintegrowanymi rejestratorami danych do przechowywania mierzonych wartości są niezwykle pomocne przy obserwacji i analizie temperatury. Poprzez interfejs (karta SD, mikroUSB, WLAN itp.) dane mogą być przenoszone do komputera PC i  analizowane. Dobra rozdzielczość wyświetlacza i oświetlenie LED zapewniają łatwość obsługi, której nie należy pomijać, szczególnie przy regularnych pomiarach temperatury.

FAQ - najczęściej zadawane pytania dotyczące techniki pomiaru temperatury

Co oznacza termin "kalibracja"?

Dokładność pomiaru termometrów może z czasem ulec pogorszeniu. Z jednej strony jest to spowodowane czynnikami zewnętrznymi (korozja, uszkodzenia mechaniczne, zbyt wysoka temperatura), z drugiej zaś starzeniem się i zużyciem samej techniki pomiarowej (zużycie materiału). Kalibracja może być wykorzystana do ustalenia, czy istnieje rozbieżność pomiędzy zmierzoną wartością a wartością prawidłową, a jeśli tak, to jak duże jest to odchylenie. W profesjonalnych zastosowaniach, regularna kalibracja urządzeń pomiarowych jest ważna dla uzyskania wiarygodnych wartości.

Czym są termopary?

Termopary zaliczają się do czujników. Składają się one z dwóch przewodów z różnych materiałów, które są połączone ze sobą z jednej strony, a z drugiej są połączone z urządzeniem pomiarowym. Jeżeli temperatura połączenia jest inna niż temperatura strony przeciwnej, generowane jest napięcie, które może być wykryte przez urządzenie pomiarowe i zamienione na wartość temperatury. Dlatego też termopary zawsze mierzą różnicę temperatur.