Новый способ реализации нулевой температуры

Сухоблочный калибратор термопреобразователей ЭЛЕМЕР-УРНТ‑01 – новая уникальная разработка компании ООО НПП «ЭЛЕМЕР» – устройство реализации нулевой температуры. В статье рассказано о преимуществах узкой специализации этого прибора и его технических особенностях.

ООО НПП «ЭЛЕМЕР», г. Москва, Зеленоград

Одной из важнейших температур, используемых при градуировке, калибровке и поверке термопреобразователей, является точка плавления льда – 0 °С. Эта температура необходима при поверке термопар, термометров сопротивления и термопреобразователей с унифицированным выходным сигналом. Поэтому ни одну поверочную лабораторию невозможно представить без аппаратуры, позволяющей надежно поддерживать температуру 0 °С.

Естественным, простым, а потому и наиболее распространенным способом воспроизведения «нулевой точки» является использование нулевых термостатов – сосудов со смесью тающего измельченного льда и воды. При соблюдении некоторых процедур несложно получить неравномерность температуры не более ±0,03 °С. Достоинством этого метода является упомянутая выше простота и надежность. К недостаткам следует отнести некоторую громоздкость устройства для получения льдоводяной смеси, а также необходимость постоянно пополнять льдом и контролировать состояние смеси.

Другой способ реализации температуры 0 °С предполагает применение жидкостных термостатов или сухоблочных калибраторов. Главный недостаток этого способа – низкая производительность, поскольку такие устройства имеют небольшой по размеру термостатирующий блок. Кроме того, представляется, что весьма нерационально использовать устройства с широким диапазоном воспроизводимых температур для реализации только одной температуры.

Рис. Устройство реализации нулевой температуры ЭЛЕМЕР-УРНТ‑01

Для устранения упомянутых недостатков в НПП «ЭЛЕМЕР» был разработан сухоблочный калибратор для воспроизведения единственной температуры 0 °С – устройство реализации нулевой температуры ЭЛЕМЕР-УРНТ‑01. Узкая специализация калибратора ЭЛЕМЕР-УРНТ‑01 позволила упростить электронную часть прибора, а для уменьшения неравномерности температурного поля применить тепловыравнивающую жидкость, что невозможно осуществить в калибраторе с широким диапазоном воспроизводимых температур.

Главные отличительные черты ЭЛЕМЕР-УРНТ‑01:

- большие габариты термостатирующего блока – ∅ 80 мм. В блоке имеются три канала ∅ 10,5 мм, два – ∅ 6,5 мм и по одному каналу – ∅ 8,5 и ∅ 4,5. Глубина каналов – 160 мм;

- наклонное расположение каналов, благодаря чему они в своей нижней части сходятся к центру блока. Такое решение позволило уменьшить горизонтальные градиенты;

- все каналы сообщаются между собой и заполняются смесью воды и спирта, что улучшает тепловой обмен между блоком и поверяемыми термопреобразователями и существенно уменьшает как вертикальные, так и горизонтальные градиенты;

- повышенная долговременная стабильность встроенного в ЭЛЕМЕР-УРНТ‑01 эталонного термометра сопротивления вследствие работы в узком диапазоне температур.

Значения основных метрологических и технических характеристик, которые удалось получить благодаря применению этих и других решений, указаны в таблице.

Такие характеристики позволяют проводить поверку термометров сопротивления и термопар всех классов допуска, вплоть до АА, а также термопреобразователей с унифицированным выходным сигналом с абсолютной погрешностью измерения до 0,1 °С. Относительно небольшие габаритные размеры (280 × 140 × 300 мм) и вес (около 13 кг) ЭЛЕМЕР-УРНТ‑01, а также незначительная потребляемая электрическая мощность (~300 Вт) позволяют применять прибор как в лабораторных условиях, так и на производстве.

Рис. Схема термостатирующего блока ЭЛЕМЕР-УРНТ‑01

В настоящее время НПП «ЭЛЕМЕР» проводит комплекс мероприятий по утверждению ЭЛЕМЕР-УРНТ‑01 как типа средства измерений и по внесению прибора в Государственный реестр средств измерений с заявленными свойствами. Работы планируется завершить в ноябре 2013 года.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 4(46)_2013