Skoči na vsebino

NACIONALNI ETALON TERMODINAMIČNO TEMPERATURO

Dejavnosti Laboratorija za metrologijo in kakovost na področju nacionalnega etalona za termodinamično temperaturo

Laboratorij za metrologijo in kakovost deluje v okviru Univerze v Ljubljani - Fakultete za elektrotehniko. Ustanovljen je bil leta 1954 z imenom Laboratorij za elektrotermijo, od leta 1992 pa deluje kot Laboratorij za metrologijo in kakovost. V času razvoja laboratorija se je zaradi rastočega pomena zagotavljanja kakovosti začel ukvarjati tudi s področjem kakovosti. V laboratoriju je bilo izvedenih preko 700 raziskav za domače in tuje družbe, publiciranih na preko 12600 straneh. V okviru Fakultete izvaja laboratorij pedagoško in znanstveno-raziskovalno dejavnost.

Laboratorij je poleg nosilca nacionalnega etalona za temperaturo tudi kalibracijski laboratorij za temperaturo in vlago na najvišjem nivoju v Sloveniji. Laboratorij je prvi v Sloveniji in eden prvih v Evropi, ki je uspešno prestal presojo po novem standardu za kalibracijske in preskusne laboratorije SIST EN ISO/IEC 17025.

 

Zagotavljanje sledljivosti nacionalnega etalona za termodinamično temperaturo na mednarodno raven

Laboratorij za metrologijo in kakovost trenutno zagotavlja sledljivost nacionalnega etalona za termodinamično temperaturo v primarnem laboratoriju Nederlands Meetinstituut - Van Swinden Laboratorium na Nizozemskem, ki ima fiksne točke v skladu z mednarodno temperaturno lestvico ITS-90. Za kontrolo stabilnosti nacionalnih etalonov (platinastih uporovnih termometrov) se vsake tri mesece izmeri njihova vrednost upornosti v trojni točki vode, ki je osnovna fiksna točka mednarodne temperaturne lestvice ITS-90. Prav tako se vrednost upornosti v trojni točki vode izmeri pred in po vsakim transportom nacionalnih etalonov in po njem.

 

Prenos (diseminacija) vrednosti nacionalnega etalona na nižje hierarhične ravni v Sloveniji

Prenos vrednosti z nacionalnimi etaloni poteka skladno z akreditiranimi postopki za primerjalno umerjanje, in sicer na laboratorijske delovne etalone, ki se potem uporabljajo pri kalibracijah etalonov naročnikov. Izjemoma se pri kalibracijah uporabljajo tudi nacionalni etaloni, kadar je treba dosegati negotovosti blizu najboljšim merilnim zmogljivostim laboratorija oziroma v postopkih medlaboratorijskih primerjav.

 

Znanstveno raziskovalno delo na področju veličine termodinamična temperatura

Laboratorij za metrologijo in kakovost deluje znanstveno in raziskovalno predvsem na dveh temeljnih nalogah: na vzpostavitvi primarne ravni za temperaturo ter pri zmanjšanju merilnih negotovosti pri diseminaciji vrednosti in povečanju zanesljivosti. Dolgoročno dela laboratorij v smeri realizacije celotne lestvice fiksnih točk ITS-90 v območju med -189 °C in 1553 °C, kar bi po izvedbi mednarodnih medlaboratorijskih primerjav omogočilo prehod laboratorija na primarno raven v navedenem temperaturnem območju. Trenutno LMK na primarni ravni pokriva območje med -189 °C in 420 °C (akreditirane zmogljivosti) oziroma 962 °C (neakreditirani sta še točki strdišča aluminija in srebra).

Za zmanjšanje merilnih negotovosti pri diseminaciji vrednosti in povečanje zanesljivosti pa razvija laboratorij analitične ter računalniško podprte metode za vzdrževanje in nadzor skupine ter posameznih merilnih etalonov. Avtomatizacija umerjanja bo tako v veliki meri pripomogla k zagotavljanju največje možne zanesljivosti podanih rezultatov.

Etalonska oprema

Osnovo etalonskega sistema sestavljata dva seta etalonskih termometrov, in sicer set treh 25,5 ( standardnih platinastih uporovnih termometrov ter set treh termočlenov tipa R. Območje od -189 do 660 oC zajemajo platinasti uporovni termometri, katerih merilni princip temelji na merjenju upornosti v odvisnosti od temperature. Upornost se meri bodisi s pomočjo izmeničnega uporovnega mostiča, ki ima vgrajene etalonske upore, ali pa enosmernega uporovnega mostiča, ki ima zunanje etalonske upore. Območje od 660 do 1500 oC zajemajo termočleni, katerih merilni princip temelji na merjenju termonapetosti v odvisnosti od temperature. Termonapetost se meri s pomočjo nanovoltmetra.

Zaradi narave primerjalnih kalibracij je prenos vrednosti na delovne etalone mogoč le v precizijskih kalibracijskih kopelih in pečeh, ki imajo zelo dobro stabilnost in homogeno temperaturno polje, pač glede na področje, ki ga posamezna kalibracijska kopel ali peč zajema. Vseh kopeli ali peči je 12, pri čemer se področja prekrivajo, skupaj pa zajemajo temperaturno območje - 98 do 1500 oC. Etalonski standardni platinasti uporovni termometri so umerjeni v fiksnih točkah med - 189 in 660 oC, medtem ko so etalonski termočleni umerjeni prav tako v fiksnih točkah v območju med 660 in 1553 oC.

Shema sledljivosti

Kalibracijske in merilne zmogljivosti (CMC) v podatkovni bazi BIPM