Linearizzazione delle misure di temperatura
La temperatura è il valore misurato più frequentemente nei controlli di processo. In molti settori industriali, dalla produzione di sostanze chimiche su larga scala fino ai piccoli laboratori, ci si affida alla misurazione accurata della temperatura per garantire rendimento, qualità, sicurezza e conformità.
I più diffusi metodi di misurazione della temperatura in un processo industriale prevedono l'uso di una termocoppia o di un sensore RTD (Resistive Temperature Device), che presentano differenti vantaggi e svantaggi in base alle condizioni di misura.
Né le termocoppie né i sensori RTD sono lineari, quindi il segnale in uscita non è direttamente proporzionale alla temperatura da misurare, con curve distinte in base ai diversi tipi, come nell'esempio qui di seguito.
Inoltre, non esistono due dispositivi identici: ciascuno ha le proprie caratteristiche esclusive. A questo proposito esistono diverse norme, come la IEC 60584 e la IEC 60751, che consentono ai produttori di classificare ogni dispositivo in base alla sua divergenza rispetto alla curva nominale definita nella norma. Termocoppie e RTD si possono scegliere in base alla precisione desiderata.
Nei moderni trasmettitori di temperatura, le curve ideali vengono memorizzate e interpretate per avere un'uscita lineare 4…20mA con un'estesa gamma di termocoppie e RTD.
Queste linearizzazioni integrate si basano sulle norme pertinenti per ogni tipo di sensore e consentono di ottenere un'uscita lineare accettabile, soprattutto in un piccolo range, per applicazioni che non richiedono una misurazione della temperatura di altissima precisione.
Esistono però molte applicazioni in cui occorre un'alta precisione, per le quali la linearizzazione standard potrebbe non essere abbastanza accurata.
Alcuni esempi:
- Controllo della temperatura delle reazioni nella produzione di sostanze chimiche, fondamentale per garantire alto rendimento, qualità e sicurezza
- Trasferimento di custodia nell'industria del petrolio e del gas, quando è necessario compensare il flusso per determinare con precisione le quantità e gli importi
- Sistemi di arresto di sicurezza, quando una rapida reazione alla temperatura eccessiva è vitale
Per migliorare la precisione e la linearità delle misure è necessario installare un trasmettitore di temperatura con ottime specifiche, che offra la massima stabilità a lungo termine, realizzato da un costruttore affidabile.
Questi trasmettitori saranno probabilmente provvisti di opzioni di linearizzazione aggiuntive, programmabili, per l'abbinamento ottimale tra sensore e trasmettitore per i sensori standard, con la possibilità di linearizzare sensori personalizzati.
Uno di questi metodi prevede l'utilizzo dell'equazione di Callendar-Van Dusen per gli RTD. In fase di calibrazione vengono generati i dati specifici del sensore per ogni RTD, quindi vengono inseriti durante la programmazione dei trasmettitori compatibili, migliorandone notevolmente la linearità.
Indipendentemente dalla linearizzazione, è necessario eseguire regolarmente la calibrazione per garantire una precisione costante nel corso della vita utile del sensore.
