Ako popredný dodávateľ teplotných sond sa často stretávam s otázkami klientov na rôzne technické aspekty našich produktov. Jedna z najčastejšie kladených otázok sa týka linearity teplotnej sondy. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do toho, čo znamená linearita v kontexte teplotných sond, prečo je dôležitá a ako ovplyvňuje výkon našich produktov.
Pochopenie linearity v teplotných sondách
Linearita, najjednoduchšie povedané, sa týka vzťahu medzi vstupom (teplota) a výstupom (elektrický signál) teplotnej sondy. Dokonale lineárna teplotná sonda by produkovala výstup, ktorý sa mení priamo úmerne so zmenou teploty. Napríklad, ak sa teplota zvýši o 10 °C, výstupný signál sondy sa zvýši o pevnú hodnotu, povedzme o 10 milivoltov. Táto priama úmernosť je znázornená priamkou na grafe, kde os x predstavuje teplotu a os y výstupný signál.
Matematicky možno lineárny vzťah opísať rovnicou (y = mx + b), kde (y) je výstupný signál, (x) je teplota, (m) je sklon priamky (citlivosť) a (b) je priesečník y. Strmosť (m) udáva, o koľko sa výstup zmení pri jednotkovej zmene teploty a y - priesečník (b) predstavuje výstupný signál pri referenčnej teplote (zvyčajne 0 °C).
Prečo na linearite záleží
Linearita teplotnej sondy je rozhodujúca z niekoľkých dôvodov. Po prvé, zjednodušuje proces kalibrácie. Keď je sonda lineárna, kalibráciu možno dosiahnuť určením sklonu a priesečníka y. Je to oveľa jednoduchšie v porovnaní s nelineárnymi sondami, ktoré môžu vyžadovať zložité kalibračné krivky alebo polynomiálne rovnice na presné priradenie teploty k výstupnému signálu.
Po druhé, linearita zlepšuje presnosť meraní teploty. V aplikáciách, kde sa vyžaduje presná regulácia teploty, ako napríklad v lekárskych zariadeniach, vedeckom výskume a priemyselných procesoch, lineárna teplotná sonda zaisťuje, že nameraná teplota je čo najbližšie k skutočnej teplote. Nelineárne sondy môžu spôsobiť chyby, najmä ak je rozsah teplôt široký, pretože vzťah medzi výstupným signálom a teplotou sa stáva zložitejším.
Nakoniec linearita zvyšuje spoľahlivosť teplotnej sondy. Lineárna sonda je predvídateľnejšia a jej výkon sa dá ľahko modelovať a pochopiť. Táto predvídateľnosť je nevyhnutná v kritických aplikáciách, kde akákoľvek odchýlka v meraní teploty môže mať vážne následky.
Faktory ovplyvňujúce linearitu
Linearitu teplotnej sondy môže ovplyvniť niekoľko faktorov. Typ použitého snímacieho prvku je jedným z najvýznamnejších faktorov. Rôzne snímacie prvky, ako sú termočlánky, odporové teplotné detektory (RTD) a termistory, majú rôzne vlastné charakteristiky linearity.
Termočlánky sú vyrobené z dvoch rôznych kovov spojených dohromady. Generujú napätie, ktoré je úmerné teplotnému rozdielu medzi meracím a referenčným uzlom. Zatiaľ čo termočlánky sú v určitom teplotnom rozsahu relatívne lineárne, ich linearita môže byť ovplyvnená výberom kovov a teplotným rozsahom. Niektoré typy termočlánkov, ako napríklad typ K, sú lineárnejšie ako iné.
RTD sa na druhej strane spoliehajú na zmenu elektrického odporu kovu (zvyčajne platiny) s teplotou. Platinové RTD sú známe svojou vynikajúcou linearitou v širokom rozsahu teplôt. Vzťah odporu a teploty platinového RTD možno aproximovať lineárnou rovnicou v rámci určitého teplotného intervalu, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie s vysokou presnosťou.
Termistory sú polovodičové zariadenia, ktorých odpor sa exponenciálne mení s teplotou. Sú vysoko nelineárne a ich výstup vyžaduje komplexnú úpravu signálu a kalibráciu na získanie presných meraní teploty. Avšak v niektorých aplikáciách, kde ide o úzky teplotný rozsah, možno termistory efektívne použiť s vhodnými technikami linearizácie.
Medzi ďalšie faktory, ktoré môžu ovplyvniť linearitu, patrí kvalita materiálov použitých v sonde, výrobný proces a podmienky prostredia, ako sú teplotné gradienty, vlhkosť a elektromagnetické rušenie.
Meranie linearity
Na určenie linearity teplotnej sondy sa zvyčajne vykonáva proces kalibrácie. Počas kalibrácie je sonda vystavená sérii známych teplôt a merajú sa zodpovedajúce výstupné signály. Namerané dátové body sa potom vynesú do grafu a cez body sa nakreslí najvhodnejšia priamka.
Chyba linearity sa potom vypočíta ako maximálna odchýlka skutočných údajových bodov od najlepšie vyhovujúcej čiary, vyjadrená ako percento celkového výstupu. Nižšia chyba linearity indikuje lineárnejšiu sondu. Napríklad sonda s chybou linearity ±0,1 % je lineárnejšia ako sonda s chybou linearity ±1 %.
Naše teplotné sondy a linearita
V našej spoločnosti ponúkame široký sortiment teplotných sond s vynikajúcou linearitou. nášSonda na meranie povrchu kože dospelých / pažeráka / rektálnej teploty, L=3 m, 12 mm / 5,0 mm diskje určený pre medicínske aplikácie, kde je nevyhnutná vysoká presnosť a linearita. Tieto sondy využívajú vysokokvalitné snímacie prvky a pokročilé výrobné techniky na zabezpečenie lineárnej odozvy v príslušnom teplotnom rozsahu a poskytujú spoľahlivé merania teploty na monitorovanie pacienta.
nášAtómová kompatibilná teplotná sondaje ďalším produktom, ktorý dokazuje náš záväzok k linearite. Táto sonda je určená na použitie vo vedeckom výskume a priemyselných aplikáciách, kde sa vyžaduje presná kontrola teploty. Svojím lineárnym výstupom zjednodušuje proces kalibrácie a zabezpečuje presné meranie teploty.
Ponúkame tiežDvojitý teplotný kábel pre sondu série 400, ktorý je navrhnutý tak, aby fungoval v spojení s našimi teplotnými sondami. Linearita sond je zachovaná v celom kábli, čo zaisťuje presnosť merania teploty od snímacieho prvku až po monitorovacie zariadenie.
Kontaktujte nás, ak potrebujete teplotnú sondu
Ak hľadáte na trhu vysokokvalitné teplotné sondy s vynikajúcou linearitou, pozývame vás, aby ste nás kontaktovali. Náš tím odborníkov vám môže pomôcť vybrať správnu sondu pre vašu konkrétnu aplikáciu a môžeme vám poskytnúť podrobné informácie o linearite a ďalších technických špecifikáciách našich produktov. Či už ste v lekárskej, vedeckej alebo priemyselnej oblasti, máme riešenia teplotných sond, ktoré potrebujete.
Referencie
- "Príručka merania teploty", CRC Press
- "Základy merania teploty, tlaku a prietoku", Wiley