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Kalibrierung
Man misst eigentlich immer falsch − man muss nur wissen wieviel
Das Kalibrieren von Temperaturfühlern wird immer dann erforderlich, wenn durch Normen oder Gesetzesvorgaben eine Rückführbarkeit auf das internationale Normal gefordert wird. Qualitäts- Sicherungsnormen wie die DIN EN ISO 9000 fordern für alle qualitätsrelevanten Mess- und Prüfmittel eine regelmässige Kalibrierung und zwar unter Rückführung auf zur Realisierung der SI- Einheiten dienende nationale und internationale Normen. Ferner kann eine Kalibrierung erforderlich werden, wenn kleinere Grenzabweichungen notwendig werden als sie in der DIN EN 60751 vorgegeben sind, oder zur Überprüfung des Langzeitverhaltens eines Temperaturfühlers.
Kalibrieren bedeutet, die Messabweichung am kompletten Temperaturfühler oder der Messkette (Temperaturfühler mit Messumformer) festzustellen. Beim Kalibrieren erfolgt kein technischer Eingriff am Prüfling. Bei anzeigenden Messgeräten wird durch das Kalibrieren die Abweichung zwischen Anzeige und dem als richtig geltenden Wert der Messgrösse festgestellt. Es erfolgt keine Veränderung am Gerät wie z.B. Nullpunktverstellung.
Beim Kalibrieren von Temperaturfühlern unterscheidet man zwischen zwei Verfahren: Kalibrierung an Fixpunkten und Kalibrierung nach der Vergleichsmethode.
1. Kalibrierung an Fixpunkten
Die Kalibrierung an Fixpunkten wird vorwiegend nur für Pt-Normalwiderstandsthermometer nach ITS 90 (Internationale Temperaturskala von 1990) angewendet. Fixpunkte sind Phasengleichgewichte reinster Stoffe (Erstarrungs-, Schmelz- oder Tripelpunkte). Fixpunkte werden in einem Flüssigkeitsbad oder in einem vertikalen Mehrzonenofen temperiert. Fixpunkte können aus einem offenen oder geschlossenen Glasgefäss bestehen, die den entsprechenden Stoff (Wasser oder Metall) in reinster Form > 99,9999% beinhaltet.
Die Stoffe, Fixpunkttemperaturen und Bauform der Zellen sind in der IST 90 beschrieben. Die Kalibrierung an Fixpunkten erfolgt zwischen 0,01°C (Tripelpunkt von Wasser) und 921°C mit einer Messunsicherheit von 0,5 mK bis 5 mK. Die Fixpunktkalibrierung ist mit einem hohen zeitlichen und apparativen Aufwand verbunden, so dass ihr Einsatz nur Staatlichen Prüfstellen (PTB) und wenigen DKD Kalibrierstellen vorbehalten bleibt.
2. Kalibrieren nach der Vergleichsmethode
Die meisten der Industrie- Thermofühler werden nach der Vergleichsmethode kalibriert. Im Vergleich zur Fixpunkt Kalibrierung lässt sich die Kalibrierung nach der Vergleichsmethode wesentlich einfacher durchführen. Bei der Kalibrierung werden die Prüflinge mit ein oder zwei Normalthermometern in ein Flüssigkeitsbad oder einen Prüfofen eingebracht.
Als Badflüssigkeiten finden Anwendung:
|Ethanol||-100°C bis 0°C|
|Wasser||0°C bis 99°C|
|Silikonöl||50°C bis 250°C|
|Salzmischungen||180°C bis 630°C|
|Zinn||250°C bis 630°C|
Vergleichsmessungen in Prüföfen können bis 1600°C durchgeführt werden. Die Prüflinge und die Vergleichsnormale werden in einer Zone mit gleichmässiger und konstanter Temperatur eingebracht. Die Prüflinge werden so in die Prüfanlage eingebracht, dass ein Fehler durch Wärmeableitung ausgeschlossen ist. Vor der Kalibrierung werden die Prüflinge auf Funktion und Isolation gemäss der DIN EN 60751 überprüft. Als Normale werden präzise PT Widerstandsthermometer oder Thermoelemente eingesetzt, die von einer DKD- oder einer Staatlichen Prüfstelle kalibriert wurden.
Nach der Stabilisierung der Bäder oder der Ofenanlage werden sie im Vergleich zu den Normalen gemessen. Über das Ergebnis wird eine Urkunde (Kalibrierschein) erstellt.