lämpötilamittauksia

Lämpötilamittauksia ovat prosessit ja laitteet, joiden avulla määritetään ja seurataan kohteen lämpötilaa. Mittaukset voivat tapahtua laboratorioissa, teollisuusprosesseissa, meteorologiassa sekä terveydenhuollossa ja elintarviketurvallisuudessa. Mittaustulos esitetään yleensä lämpötilana, ja siihen liittyy epävarmuus sekä mittausmenetelmään liittyviä rajoituksia.

Yleisimmät menetelmät jakautuvat kosketus- ja ei-kosketuspohjaisiin. Kosketusmittauksessa käytetään tyypillisesti termopareja, RTD- eli resistanssimittareita (esimerkiksi Pt100) sekä termistoreita. Termoparit hyödyntävät Seebeck-ilmiötä, ja ne ovat laajalla lämpötila-alueella nopeita, mutta niiden tarkkuus voi olla rajallinen. RTD-antureissa plasminoituu platinan resistanssin muutos; ne tarjoavat hyvää tarkkuutta ja stabiilisuutta, mutta reagoivat hieman hitaammin. Termistoreita käytetään suurin piirtein pienellä lämpötilan vaihteluvälillä, joissa herkkyys on suuri. Ei-kosketuspohjaisia menetelmiä edustaa infrapuna- eli IR-mittaus, joka mittaa pinnan säteilevää lämpöä ja soveltuu esimerkiksi pintalämpötilojen seuraamiseen sekä lämpökartoituksiin.

Mittausyksiköt ja standardointi: SI-järjestelmässä kelvin (K) on perusyksikkö, mutta Celsius- ja Fahrenheit-asteikkoja käytetään yleisesti eri yhteyksissä. Mittausten jäljitettävyyden varmistamiseksi käytetään kansainvälisiä standardeja ja kalibrointimenetelmiä, kuten ITS-90-lämpötilamonikatyylikarttaa sekä kalibrointia laboratorio- ja kenttäolosuhteissa. Kalibroinnissa hyödynnetään vakiosykliä, tarkkuusmittauksia ja epävarmuuslaskelmia.

Epävarmuus ja laadunvarmistus: mittaustuloksen luotettavuuteen vaikuttavat sensorin ominaisuudet, ympäristöolot, johtojen ja liitosten häiriöt sekä sensorin itse lämmittävä vaikutus. Epätarkkuusbudjetin laatiminen auttaa ymmärtämään kokonaisvirheen lähteet ja määrittämään hyväksyttävät raja-arvot.

Sovellukset ja valinta: lämpötilamittauksia käytetään prosessinohjauksessa, ilmastoinnissa, meteorologiassa, lääketieteessä ja ruoka-ala sekä tutkimuksessa. Valinta riippuu mittausalueesta, halutusta tarkkuudesta, vasteajasta, ympäristöolosuhteista ja siitä, tarvitaanko kontakti- vai kontaktiyhteyden poissulkua.