Principis de Funcionament i Calibració d'Instruments de Mesura

Principis de Funcionament dels Termòmetres Bimetàl·lics i de Bulb

Expliquem el funcionament dels termòmetres bimetàl·lics i de bulb, instruments clau per a la mesura de la temperatura.

Termòmetres Bimetàl·lics

Els termòmetres bimetàl·lics serveixen per a mesurar la temperatura a través de la contracció i expansió de diferents aliatges metàl·lics. Un dels extrems es fixa a una base d'acer i l'altre a un eix que sosté una agulla que mostra la mesura. En variar la temperatura, l'agulla es mou, marcant la temperatura corresponent a l'escala.

Termòmetres de Bulb

Els termòmetres de bulb consisteixen, essencialment, en un bulb connectat per un capil·lar a una espiral. Quan la temperatura del bulb canvia, el gas o el líquid del bulb s'expandeix i l'espiral tendeix a desenrotllar-se, movent l'agulla sobre l'escala per a indicar l'elevació de la temperatura al bulb.

Diferència Fonamental entre Piròmetres Òptics i d'Infraroig

La principal diferència entre aquests dos tipus de piròmetres rau en la seva metodologia de mesura:

• El piròmetre òptic és un tipus de termòmetre que mesura la radiació tèrmica sense cap contacte físic amb l'objecte, detectant així la temperatura a la qual es dirigeix.
• L'infraroig, en canvi, permet mesurar la temperatura en llocs on els sensors de temperatura convencionals no es poden emprar, basant-se en la radiació infraroja emesa per l'objecte.

Definició i Càlcul de la Pressió Hidrostàtica

La pressió hidrostàtica és la pressió que s'exerceix sobre un cos submergit en un fluid, a causa de la columna de líquid que té a sobre. Aquesta pressió augmenta amb la profunditat.

Càlcul de la Pressió Hidrostàtica

La pressió hidrostàtica (P) es calcula mitjançant la fórmula:

P = ρ * g * h

On:

• P: Pressió hidrostàtica (unitats: Pascals, Pa, o N/m²)
• ρ (rho): Densitat del fluid (unitats: kg/m³)
• g: Acceleració de la gravetat (aproximadament 9.81 m/s²)
• h: Altura de la columna de fluid o profunditat (unitats: metres, m)

Principi de Funcionament d'una Termoresistència

El mesurament de temperatura amb termoresistències es basa en la propietat que tenen tots els conductors de variar la seva resistència elèctrica en funció de la temperatura. Una termoresistència consisteix en una resistència especialment dissenyada per a aprofitar aquest principi: a mesura que la temperatura varia, la seva resistència elèctrica es modifica, i la magnitud d'aquesta modificació es pot relacionar directament amb la variació de temperatura.

Errors Típics en els Processos de Calibració d'Instruments

La calibració d'instruments és crucial per a garantir la precisió de les mesures. No obstant això, diversos factors poden introduir errors:

• Fabricació: Deformació de muntatge, fricció, histèresi.
• Referència: Errors associats als patrons utilitzats per a la calibració.
• Muntatge: Posició o inclinació incorrecta de l'instrument.
• Influència ambiental: Variacions de temperatura, humitat o pressió que afecten l'instrument.
• Calibrat: Errors en l'ajust de zero, amplitud o no linealitat de la resposta.
• Lectura: Soroll de fons, error de paral·laxi en la lectura manual.
• Dinàmic: Degut a la no coincidència de la variable real amb la indicació de l'instrument en condicions dinàmiques.
• Quantificació: Errors derivats de la resolució en la conversió analògica/digital (A/D) i digital/analògica (D/A).

Defineix Histèresi

La histèresi és un fenomen pel qual l'estat d'un sistema o material depèn de la seva història prèvia, manifestant-se com un retard de l'efecte respecte a la causa que el produeix. En instrumentació, pot causar que la lectura d'un sensor sigui diferent si la variable s'ha assolit augmentant o disminuint.