Termometri

Termometria a resistenza di platino (PRT e SPRT)

Il termometro a resistenza di platino (PRT) è il sensore d’elezione per la metrologia termica da -200°C a +660°C (e oltre). La sua accuratezza deriva dalla purezza del platino utilizzato e dalla costruzione “stress-free” dell’elemento sensibile. I termometri standard (SPRT – Standard Platinum Resistance Thermometer), come quelli forniti da Accumac o MI, sono costruiti secondo i criteri della scala ITS-90 e rappresentano lo strumento di interpolazione ufficiale tra i punti fissi di solidificazione.

Per applicazioni industriali di alto livello, utilizziamo PRT semi-standard con guaina metallica (Inconel o Acciaio), che offrono un compromesso ottimale tra robustezza meccanica e stabilità metrologica, a differenza delle delicatissime SPRT con guaina in quarzo o vetro.

Sonda Pt100 campione ceramica

Le sonde con elemento ceramico o a filo avvolto in aria sono progettate per minimizzare l’isteresi termica. Se un termometro non torna allo stesso valore dopo un ciclo termico, la sua affidabilità è compromessa. Le nostre sonde campione sono pre-invecchiate (annealing) per stabilizzare la struttura cristallina del platino e garantire una deriva minima nel tempo.

Termometri a lettura diretta vs Ponti a rapporto

Esistono due modi per leggere una Pt100: misurare la resistenza in Ohm e convertirla via software (termometri a lettura diretta, come l’Accumac AM8060) o utilizzare un ponte termometrico (Resistance Bridge) che misura il rapporto tra la sonda e un resistore standard esterno. I ponti, come quelli descritti nella sezione Grandezze elettriche, offrono le incertezze più basse in assoluto ($< 0.1 \text{ ppm}$) eliminando le derive dell'elettronica di misura.

Termometro millesimale taratura bagni

Per validare l’uniformità di un bagno termostatico o di una camera climatica, serve un termometro con risoluzione al millesimo di grado (0.001°C) o migliore. Strumenti come l’MBW T12 permettono di acquisire simultaneamente fino a 12 sonde, mappando il volume di lavoro e calcolando in tempo reale gradienti e stabilità.

Effetto dell’auto-riscaldamento (Self-Heating) nei sensori

Il passaggio della corrente di misura nel sensore genera calore per effetto Joule ($P = R \cdot I^2$), che alza la temperatura dell’elemento rispetto a quella del fluido circostante. Questo errore sistematico deve essere corretto. I termometri di precisione lavorano con correnti di eccitazione molto basse (es. 0.5 mA o 1 mA) o permettono di misurare a due correnti diverse per estrapolare la resistenza a corrente zero (“Zero Power Resistance”).

Termometro centesimale laboratorio

Non tutte le applicazioni richiedono il millesimo di grado. Per i laboratori chimici o biologici, un buon termometro portatile con accuratezza di ±0.03°C è spesso sufficiente a sostituire i vecchi termometri a mercurio, eliminando il rischio di contaminazione tossica e fornendo una lettura digitale oggettiva.

Taratura al punto triplo dell’acqua e ITS-90

Il punto triplo dell’acqua (0.01°C) è il riferimento fondamentale della termometria, l’unico punto che un laboratorio può realizzare con un’incertezza trascurabile usando una cella sigillata. Verificare periodicamente le proprie sonde al punto triplo permette di monitorare la deriva dell’R0 (resistenza a 0°C) e correggere l’equazione di taratura senza dover inviare lo strumento a un centro esterno.

Calibrazione termometri digitali ACCREDIA

Un termometro digitale è un sistema composto da sonda + strumento. Tararli separatamente introduce un’incertezza aggiuntiva. La pratica migliore, offerta dal nostro laboratorio, è la “System Calibration”: sonda e strumento vengono tarati insieme come una catena unica, e i coefficienti di correzione (Callendar-Van Dusen) vengono caricati nella memoria dello strumento per visualizzare la temperatura vera corretta.

Termocoppie di riferimento per alte temperature

Sopra i 600°C o 1000°C, le termoresistenze diventano instabili o inutilizzabili. Si passa quindi alle termocoppie in metalli nobili (Platino-Rodio), tipi S, R o B. Anche se meno precise delle Pt100 (tipicamente ±0.5°C o ±1°C), le termocoppie “Gold Standard” o di tipo S pure sono l’unico modo per portare la riferibilità nei forni ad alta temperatura. I calibratori portatili Tegam sono ottimizzati per leggere questi segnali deboli (pochi microvolt) con la massima reiezione ai disturbi.