Neistota merania teploty v závislosti od chyby a rozlíšenia teplomera

Presnosť merania teploty je rozdiel definovaný s definitívnou presnosťou medzi skutočnou a nameranou hodnotou.

Tým, že skutočná hodnota známa nie je, môžeme iba s určitou pravdepodobnosťou určovať interval, v ktorom sa nachádza. Preto je presnosť merania teploty determinovaná hodnotou neistoty tohto výsledku. Existuje množstvo normalizačných dokumentov definujúcich požiadavky a postup pri vyjadrovaní neistoty. Definíciu a spôsob výpočtu neistoty výsledku merania je uvádza dokument Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement; JCGM 100:2008 (with further supplements).

Hraničná a celková chyba

V súlade s pokynmi uvedeného dokumentu sa pojem chyby a dokumentu používa výhradne na popis presnosti meracej aparatúry.

Pri každom teplomere je presnosť spojená s hraničnou chybnou uvedenou v technickej dokumentácii:

relatívna hraničná chyba teplomeru sa vyjadruje ako percentuálna hodnota, napr. δT = ±1%,
absolútna hraničná chyba ako interval hodnoty teploty, napr. ΔT = ±1°C.

Celková chyba, v závislosti od konštrukcie a presnosti teplomera môže byť:

chybou meranej hodnoty,
chybou meraného rozsahu,
chybou meranej hodnoty a meraného rozsahu,
chybou meranej hodnoty + dodatočnou chybou,
chybou meranej hodnoty + chybou rozlíšenia.

Rozlíšenie teplomeru

Rozlíšenie je popri hraničnej chybe kľúčovým parametrom teplomerov.

Hodnota rozlíšenia je najmenším prírastkom hodnoty teploty, ktorý je pre daný teplomer merateľný.

Napríklad, teplota 23,5°C zobrazená na digitálnom teplomere je meraná s rozlíšením 0,1°C. neznamená to však, že je rovnaká aj presnosť merania. V prípade teplomerov s veľmi malým rozlíšením sa hodnota rozlíšenia môže približovať hodnote hraničnej chyby teplomera. Avšak v precíznych nástrojoch je hodnota rozlíšenia oveľa nižšia ako hodnota hraničnej chyby.

V praxi je chyba vyplývajúca z absolútneho rozlíšenia teplomera je zložkou hraničnej chyby.

Neistota merania teploty

Chyba teplomera a presnosť merania teploty spolu úzko súvisia, nie sú si však počtom rovné.

Poznajúc celkovú chybu teplomera a označujúc hodnotu neistoty merania môžno definovať presnosť merania teploty.

Hodnotu neistoty merania ovplyvňujú všetky chyby aparatúry:

celková chyba teplomera,
celková chyba meniča teploty,
celková chyba snímača teploty,
tolerancia snímača,
všetky ďalšie chyby, ktoré môžeme identifikovať a uviesť ich.

Pri určovaní neistoty výsledku merania sa do úvahy berú aj všetky jej ostatné zdroje, ktoré možno číselne uviesť, napríklad:

rozptyl merania,
parametrická nestabilita,
presnosť numerických výpočtov,
presnosť konštánt,
a iné.

Smernice pre presnosť merania

S otázkami spojenými s presnosťou merania teploty súvisí nasledujúci zoznam právnych predpisov, noriem a štandardizačných aktov:

Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement; JCGM 100:2008 (with further supplements);
ISO/IEC Guide 99:2010. Medzinárodný slovník klimatických pojmov – Základné a všeobecné pojmy a súvisiaca terminológia (VIM);
EN ISO/IEC 17025. Všeobecné požiadavky týkajúce sa kompetencií výskumných a kalibračných laboratórií;
EN ISO/IEC 10012. Systémy manažérstva merania. Požiadavky na meracie procesy a meracie zariadenia;
PISO 5725. Presnosť (správnosť a zhodnosť) metód a výsledkov merania;
EN 13486. Prístroje na zaznamenávanie teploty a teplomery používané pri preprave, skladovaní a distribúcii chladených, zmrazených, hlboko/rýchlo zmrazených potravín a zmrzliny. Pravidelné overovanie;
EN 60584. Termoelektrické články, norma definuje charakteristiky, meteorologické parametre a vybavenie termoelektrických snímačov;
EN 60751. Priemyselné platinové odporové snímače teploty, norma definuje fyzikálne, meteorologické vlastnosti a parametrické konštanty odporových, platinových snímačov.

Zhrnutie

Hraničná chyba a rozlíšenie priamo charakterizujú aparatúru na meranie teploty. Ich hodnota závisí od meracích metód, snímačov teploty, meničov a meracích systémov použitých v teplomeroch. Pri stanovovaní presnosti výsledku je potrebné určiť aj hodnotu neistoty merania teploty.

Katalóg AXIOMET