Wiele usterek różnych podzespołów samochodowych zarówno elektrycznych, jak i mechanicznych można łatwo zlokalizować mierząc ich temperaturę. Na rynku dostępne są obecnie dwa rodzaje przyrządów do pomiaru temperatury. Pierwsze z nich mierzą temperaturę dotykowo za pomocą specjalnej sondy, drugie zaś – nazywane pirometrami – zdalnie. W funkcję dotykowego pomiaru temperatury są też wyposażane standardowo multimetry samochodowe.
Mimo, że przyrządy mierzące temperaturę dotykowo są powoli wypierane z rynku przez pirometry, to te pierwsze mają nad pirometrami przewagę (większa dokładność, szerszy zakres pomiaru, możliwość dotarcia do miejsc niedostępnych dla pirometrów), a ponadto są od nich znacznie tańsze.
Jak już wspomniano, funkcję pomiaru temperatury ma prawie każdy multimetr cyfrowy przeznaczony do testowania elektrycznych instalacji i podzespołów samochodowych, choć rozdzielczość wskazania i dokładność pomiaru jest stosunkowo mała. Producent wraz nim dostarcza zwykle jako wyposażenie standardowe prostą i delikatną, perełkową sondę temperaturową o znacznie ograniczonym zakresem pomiaru w porównaniu z innymi sondami tego typu.
Większość mierników temperatury, w tym też multimetrów, współpracuje z sondą temperaturową tylko jednego rodzaju – termoparą typu K. Lepiej wyposażone mierniki temperatury mogą mierzyć za pomocą termopar innych typów np. J, E, T, R, S, B, N, G, C, D, U, L. Są też dostępne na rynku mierniki temperatury współpracujące z sondami rezystancyjnymi (np. platynowymi Pt100 lub Pt1000). Użytkownik przed pomiarem musi wybrać przyciskiem typ dołączonej do miernika sondy.
Zakres pomiaru
Prawie każdy miernik temperatury, w tym też i multimetr z funkcją pomiaru temperatury, mierzy ten parametr w zakresie znacznie szerszym niż współpracująca z nim sonda. Typowy zakres temperatur mierzonych nawet przez tani multimetr jest bardzo szeroki i rozciąga się często od -20°C do +1370°C, jednak użyteczny (rzeczywisty) zakres pomiaru zależy wtedy od dołączonej do niego sondy. Na przykład wspomniana już sonda perełkowa (z nie obudowanym czujnikiem termoparowym, z przewodem w izolacji teflonowej), dostarczana standardowo z miernikami i multimetrami, ma wąski zakres pomiarowy od -20 do tylko +250°C. W takim tylko zakresie będzie mierzył multimetr lub miernik temperatury, gdy dołączymy do niego taką sondę.
Rozdzielczość wskazania
To bardzo ważny parametr miernika temperatury świadczący, obok dokładności, o jego klasie. Zdecydowana większość multimetrów dostępnych na rynku ma rozdzielczość tylko 1°C. Oznacza to, że wskazanie takiego przyrządu zmieni się dopiero wtedy, gdy temperatura wzrośnie lub zmniejszy się o 1°C. Jeśli przyrząd ma rozdzielczość wskazania 0,1°C, wówczas możemy obserwować na jego wyświetlaczu zmiany równe najmniej ±0,1°C. Dysponując takim przyrządem możemy obserwować trendy zmian mierzonego parametru tzn. czy temperatura wzrasta, czy maleje, i jak szybko.
Niestety, jak już wspomniano typowy multimetr ma rozdzielczość wskazania 1°C, a rzadko spotykany z rozdzielczością 0,1°C jest bardzo drogi. Najlepszym wtedy rozwiązaniem jest zakup konwencjonalnego miernika temperatury, tym bardziej, że jego cena rzadko przekracza 300 zł.
Dokładność pomiaru
Dokładność pomiaru cyfrowego miernika temperatury podaje się zwykle w procentach wartości wskazywanej, rzadziej w stopniach Celsjusza. Do tego dochodzi jeszcze składowa wyrażana w stopniach i związana z rozdzielczością przetwornika a/c miernika. Niestety, podobnie jak w przypadku zakresu pomiaru rzeczywista dokładność zestawu pomiarowego, jakim jest przyrząd plus i dołączona do niego sonda, zależy też od sondy. Jednak, o ile w pierwszym przypadku o rzeczywistym zakresie pomiaru decydowała sonda, tak w drugim rzeczywista dokładność z jaką może mierzyć zestaw otrzymamy po zsumowaniu błędów pomiarowych miernika i sondy.
Wersje mierników temperatury i ich własności
Konwencjonalne, powszechnie dostępne na rynku mierniki temperatury można podzielić na dwie podstawowe grupy: jednokanałowe i dwukanałowe. Miernik jednokanałowy może współpracować tylko z jedną sondą, a dwukanałowy jednocześnie z dwoma. Użytkownik miernika dwukanałowego może włączyć zależnie od potrzeby wyświetlanie wyniku pomiaru w kanale pierwszym T1, w drugim T2 lub też różnicy tych wyników czyli T. Należy zaznaczyć, że większość producentów oferuje dany typ miernika w dwóch wersjach jednokanałowej i dwukanałowej.
Mierniki temperatury w porównaniu z innymi przyrządami pomiarowymi nie wyróżniają się dużą liczbą funkcji użytkowych. Do najczęściej spotykanych należy wymienić: „zamrażanie” wskazania wyświetlacza (hold), wybór rozdzielczości wskazania (0,1/1°C) i regulację offsetu pozwalającą samodzielnie skalibrować miernik zgodnie ze wzorcem. Do takich mierników należy ST-9612 produkowany przez firmę Standard Instruments. Podobne możliwości ma miernik temperatury 3442-03 (rys. 1)
<3442S.jpg>
produkcji japońskiej firmy HIOKI. Dodatkową zaletą tego miernika budowa odporna na bryzgi wody (szczelność IP54).
Dobrym przykładem wysokiej klasy miernika temperatury jest jednokanałowy 3446-01 (rys. 2),
<34464701c.jpg>
również produkcji firmy HIOKI. Wyposażono go w funkcje: komparatora, rejestratora i komunikacji z komputerem PC (interfejs RS-232C). Pamięć miernika może pomieścić maksymalnie 28 tys. danych pomiarowych zawierających, oprócz wyniku pomiaru temperatury, nazwę sprawdzanego elementu, nazwisko operatora, datę i czas wykonania pomiaru. Odstęp między kolejnymi pomiarami (od 1 s do 60 min) wybiera użytkownik. Wszystkie te dane można wyświetlać na dużym wyświetlaczu przyrządu.
Sondy temperaturowe
Na rynku krajowym są dostępne różnego typu sondy temperaturowe zarówno producentów zagranicznych, jak i polskich, a ci ostatni są w stanie wykonać na zamówienie użytkownika praktycznie każdą nietypową sondę.
Większość używanych powszechnie sond temperaturowych to termopary typu K. Takie sondy są dodawane standardowo do mierników temperatury i multimetrów.
Poszczególne sondy temperaturowe różnią się między sobą przede wszystkim przeznaczeniem. Od tego zależy konstrukcja sondy. Inną budowę mają sondy przeznaczone do pomiaru temperatury: powierzchni płaskich, ruchomych, gazów (w tym też powietrza), wody, materiałów sypkich itd. Odpowiednio wzmocnione zakończenie pomiarowe mają sondy przeznaczone do pracy w trudnych warunkach. Są też dostępne sondy uniwersalne.
Istotnymi parametrami sondy są: zakres temperatur sondy (określający rzeczywisty zakres pomiaru zestawu miernik-sonda), błąd pomiaru (dodający się błędu miernika), a także bezwładność (stała czasowa) sondy mająca z kolei wpływ na szybkość uzyskania wyniku.
Na rys. 3 przedstawiono sondę temperaturową ST159 przystosowaną do powierzchni temperatur płaskich i cieczy. Zastosowano w niej czujnik termoparowy typu K. Zakres mierzonych temperatur wynosi od -40 do +510°C.
Inną konstrukcję ma sonda STP138 (rys. 4) (też termopara typu K) przeznaczona do pomiarów temperatury gazów (w tym też powietrza). Zakończenie pomiarowe sondy ma postać cylindra z otworami. W porównaniu z sondą STP159 zakres temperatur sondy STP138 jest prawie dwukrotnie węższy (od -40 do +260°C).
Sondę STP-150 (rys. 5) można zaliczyć do sond uniwersalnych. Nadaje się dobrze do pomiaru temperatury płynów (w tym też wody), materiałów sypkich i innych materiałów wymagających łatwej penetracji. Gorzej jest z pomiarem temperatur powierzchni płaskich, a to ze względu na ostrzowe zakończenie sondy. Sonda wyróżnia się szerszym zakresem mierzonych temperatur niż sonda STP-159: od -40 do +850°C. Na rynku są też dostępne sondy uniwersalne o zbliżonej konstrukcji, lecz z płaskim zakończeniem np. sonda NR 34B mierząca w zakresie od -200 do +700°C.
Na zakończenie warto wspomnieć o tzw. przejściówkach umożliwiających połączenie sondy z miernikiem lub multimetrem. Specjalizowane, profesjonalne sondy temperaturowe mają przewód zakończony typowym, płaskim wtykiem nożowym „mini”. W gniazda tego typu są wyposażone wszystkie mierniki temperatury z wyjątkiem multimetrów. Te ostatnie mogą mieć czasem tylko zwykłe gniazda do wtyków banankowych. W takich przypadkach jest potrzebna specjalna przejściówka np. DP-26 (rys. 6).
Leszek Halicki
Komentarze (0)