Для определенных целей регулирования, например для регулирования нагревательной установки, бывает важно измерять разность температур. Это измерение может быть осуществлено, в частности, по разности между наружной и внутренней температурой или температурой на входе и выходе.
Рис. 7.37. Измерительный мост для определения абсолютных значений температуры и разности температур в 2-х точках; U Br – напряжение моста.
Принципиальное устройство измерительной схемы показано на рис. 7.37. Схема состоит из двух мостов Уитстона, причем используется средняя ветвь (R3 – R4) обоих мостов. Напряжение между точками 1 и 2 указывает разность температур между Датчиками 1 и 2, тогда как напряжение между точками 2 и 3 соответствует температуре Датчика 2, а между точками 3 и 1 - температуре Датчика 1.
Одновременное измерение температуры Т 1 или Т 2 и разности температур Т 1 – Т 2 важно при определении термического КПД тепловой машины (процесс Карно). Как известно, коэффициент полезного действия W получается из уравнения W = (Т 1 – Т 2)/Т 1 = ∆Т)/Т 1 .
Таким образом, для определения нужно только найти отношение двух напряжений ∆U D 2 и ∆U D 1 между точками 1 и 2 и между точками 2 и 3.
Для точной настройки описанных приборов, предназначенных для измерения температуры, нужны довольно дорогие калибровочные устройства. Для области температур 0...100°С в распоряжении пользователя имеются вполне доступные опорные температуры, так как 0°С или 100°С по определению являются соответственно точками кристаллизации пли кипения чистой воды.
Калибровка по 0°С (273,15°К) осуществляется в воде с тающим льдом. Для этого изолированный сосуд (например, термос) заполняют сильно измельченными кусками льда и заливают водой. Через несколько минут в этой ванне устанавливается температура, точно равная 0°С. Погрузив датчик температуры в эту ванну, получают показания датчика, соответствующие 0°С.
Аналогично действуют и при калибровке по 100°С (373,15 К). Металлический сосуд (например, кастрюлю) наполовину заполняют водой. Сосуд, разумеется, не должен иметь никаких отложений (накипи) на внутренних стенках. Нагревая сосуд на плитке, доводят воду до кипения и тем самым достигают 100-градусной отметки, которая служит второй калибровочной точкой для электронного термометра.
Для проверки линейности калиброванного таким образом датчика необходима, по меньшей мере, еще одна контрольная точка, которая должна быть расположена как можно ближе к середине измеряемого диапазона (около 50°С).
Для этого нагретую воду снова охлаждают до указанной области и ее температуру точно определяют с помощью калиброванного ртутного термометра, имеющего точность отсчета 0,1°С. В области температур около 40°С для этой цели удобно применять медицинский градусник. Путем точного измерения температуры воды и выходного напряжения получают третью опорную точку, которая может рассматриваться как мера линейности датчика.
Два различных датчика, откалиброванные вышеописанным методом, дают совпадающие показания в точках Р 1 и Р 2 , несмотря на их различные характеристики (рис. 7.38). По дополнительное измерение, например температуры тела, выявляет нелинейность характеристики В датчика 2 в точке Р 1 . Линейная характеристика А датчика 1 в точке Р 3 соответствует точно 36,5% полного напряжения в измеряемом диапазоне, тогда как нелинейная характеристика В соответствует явно меньшему напряжению.
Рис. 7.38. Определение линейности характеристики датчика с диапазоне 0...100ºС. Линейная (А ) и нелинейная (В ) характеристики датчиков совпадают в опорных точках 0 и 100ºС.
=======================================================================================
Датчики температуры из платины и никеля
Термопары
Кремниевые датчики температуры
Интегральные датчики температуры
Температурный контроллер
Терморезисторы с отрицательным ТКС
Терморезисторы с положительным ТКС
Датчик уровня на основе терморезистора с положительным ТКС
Измерение разности температур и калибровка датчиков
ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ, РАСХОДА И СКОРОСТИ
Как и датчики температуры, датчики давления относятся к наиболее широкоупотребительным в технике. Однако для непрофессионалов измерение давления представляет меньший интерес, так как существующие датчики давления относительно дороги и имеют лишь ограниченное применение. Несмотря на это, рассмотрим некоторые варианты их использования.
Встроенный датчик температуры в большинстве современных жёстких дисков может показывать неверные результаты. Разница между измеренной и фактической температурой может быть в 7-9 градусов Цельсия, а в некоторых случаях даже ещё больше.
Чтобы решить эту проблему, рекомендуется измерить фактическую температуру жёсткого диска с помощью внешнего инфракрасного термометра или лицевой панели с датчиком температуры. А затем установить разницу между измеренным значением и температурой, которую отображает Hard Disk Sentinel (по сообщению самого диска), как температурное смещение. Это называется калибровкой.
После измерения реальной температуры (термометром или другим внешним датчиком) смещение можно рассчитать путём вычитания значения, указанного программой из измеренного значения. Смещение может быть положительным (программа показывает меньшую температуру, чем реальная) или отрицательным (в противном случае).
Это смещение можно указать на вкладке S.M.A.R.T. жёсткого диска, выбрав атрибут № 194 (температура жёсткого диска) и используя кнопки + / – (нажав на число между этими знаками, можно непосредственно ввести значение смещения по Цельсию ).
Hard Disk Sentinel автоматически увеличивает (или уменьшает) все сообщённые значения температуры жёсткого диска согласно настроенным смещениям. Таким образом, правильная (реальная) температура будет отображаться в любом случае (например, при сравнении температуры жёсткого диска с пороговым значением, при сохранении отчётов и т.д.)
Примечание: если калибровка невозможна (компьютерный блок нельзя открывать), предполагаемое значение смещения можно определить, сравнивая первое отображённое значение температуры сразу после запуска компьютера со значением температуры окружающей среды (комната, офис). В это время центральный процессор, видеокарта или другие компоненты не слишком горячие и не влияют на значение температуры жёсткого диска. Конечно, это справедливо только если компьютеру было предоставлено достаточно времени, чтобы остыть до температуры окружающей среды (не включался около 8 часов).
Например, если температура жёсткого диска равна 17 градусов по Цельсию (сразу после запуска компьютера), а температура в помещении 22 градуса, то эта разница (5) может быть настроена как значение смещения (потому что жёсткий диск не может быть прохладнее, чем окружающая температура) . Это смещение лучше, чем ничего, но всё же внешний термометр необходим для определения надлежащего смещения температурного значения.
Примечание : температурное смещение должно определяться по Цельсию , независимо от выбранной единицы измерения температуры (по Цельсию или по Фаренгейту).
Примечание: незарегистрированная версия программы автоматически сбрасывает все значения смещения на 0, если пользователь перезагрузил Hard Disk Sentinel.
При выпуске из производства встроенный в амперометрический сенсор датчик температуры калибруется по методике, алгоритм выполнения которой записан в служебном меню анализатора. Прибегать к калибровке датчика температуры следует только при замене сенсора на новый. В этом случае подключите новый сенсор к измерительному устройству и включите анализатор. Для проведения калибровки датчика температуры Вам необходимо собрать установку показанную на рисунке. С помощью этой установки необходимо обеспечить три отметки шкалы температуры в диапазоне 5 -50 о С. Если в вашей лаборатории нет термостата, можно три отметки шкалы температуры обеспечить более простым способом. Для этого Вам необходим термос, стакан с дистиллированной водой комнатной температуры и пластиковый стакан со льдом. В термос налейте дистиллированную воду подогретую до 50 +5 о С. В стакане со льдом выполните отверстие диаметром 10 мм. Для увеличения диаметра этого отверстия до 16 мм залейте в него теплой воды. Через 5-10 минут вода в лунке будет иметь температуру таяния льда ~ 0 о С.
Для проведения калибровки датчика температуры необходимо перейти в служебное меню калибровок. Для этого войдите в меню Калибровок и, удерживая клавишу «ВНИЗ», нажать клавишу «ВВОД». В появившемся служебном меню, выберите опцию «ТЕМПЕРАТУРЫ», нажмите «ВВОД». 
В открывшемся окне выберите опцию «Нижней точки» и нажмите «ВВОД».
Погрузите сенсор и образцовый термометр в термостатируемый стакан с температурой нижней отметки шкалы: 5+1 о С или в лунку в стакане со льдом. 
В открывшемся окне введите температуру нижней точки с помощью клавиш перемещения курсора и нажмите «ВВОД».
После сообщения об успешной калибровке нижней точки на экране вновь появится меню калибровки датчика температуры. Выберите опцию «Верхней точки» и нажмите «ВВОД».
Погрузите сенсор и образцовый термометр в термостатируемый стакан или термос с температурой верхней отметки шкалы и, дождавшись установления показаний термометра, нажмите «ВВОД». 
Считайте показание образцового термометра и с помощью клавиш перемещения курсора введите это значение.
сообщения об успешной калибровке верхней точки на экране вновь появится меню калибровки датчика температуры. Выберите опцию «Поправка Т» и нажмите «ВВОД».
Выполните инструкцию показанную на дисплее анализатора и нажмите «ВВОД».
Дождитесь установления показаний термометра и нажмите «ВВОД». 
Считайте показание температуры с образцового термометра и введите это значение с клавиатуры. Нажмите «ВВОД».
Калибратор может быть использован в качестве как сухоблочного, так и жидкостного термостата. В калибраторе для охлаждения термостата до -100°С используется уникальная технология теплового насоса Стирлинга с газовым теплоносителем (FPSC). Внешний вид рабочего места представлен на рисунке 4.
Рисунок 4 - Внешний вид рабочего места
Термостат калибратора имеет две зоны с раздельным регулированием. Регулятор нижней зоны поддерживает заданное значение температуры, а верхней - "нулевую" разность температуры относительно нижней зоны. Такой метод обеспечивает высокую однородность температуры в рабочей зоне и низкую погрешность ее задания.
Калибратор снабжен схемой измерения сигнала внешнего эталонного термометра сопротивления. Такой термометр устанавливается рядом с поверяемым датчиком и подключается к специальному разъему калибратора. Это существенно упрощает калибровку методом сличения, который обладает значительно меньшей погрешностью.
Калибратор снабжен схемой DLC - динамической компенсации влияния потерь тепла через поверяемые датчики. Термометр DLC устанавливается рядом с поверяемым датчиком, измеряет перепад температуры в рабочей зоне вставной трубки и управляет регулятором верхней зоны термостата. Это обеспечивает высокую однородность распределения температуры в рабочей зоне до 60 мм от дна трубки вне зависимости от количества и/или диаметра вставленных датчиков.
Калибратор позволяет измерять сигналы поверяемых термопар и термометров сопротивления (мВ, Ом, В, мА) по ГОСТ, IEC и DIN.
Уникальные особенности:
Самая низкая граница отрицательной температуры -100°С;
Чрезвычайно высокая стабильность;
Высокая однородность температуры в рабочей зоне до 60 мм от дна вставной трубки;
Низкая погрешность;
Не имеющая аналогов схема динамической компенсации влияния загрузки термостата;
Быстрый нагрев, охлаждение;
Полная компенсация влияния бросков и нестабильности сетевого питания;
Встроенные средства измерения выходных сигналов различных датчиков температуры;
Встроенная схема измерения сигнала внешнего эталонного интеллектуального термометра сопротивления, в памяти которого сохранены коэффициенты индивидуальной калибровки;
Сохранение результатов калибровки/поверки во внутренней памяти калибратора;
Дружественный русифицированный интерфейс пользователя на основе меню;
Полная автоматизация поверки/калибровки датчиков температуры как в автономном режиме, так и при работе с ПК под управлением ПО, в том числе, поверка одновременно нескольких датчиков с использованием коммутаторов ASM-R.
Кроме обеспечения задания уставок по температуре калибратор автоматически реализует поверку/калибровку в ступенчатом режиме изменения температуры, а также (в исполнении В) калибровку термореле.
Русифицированное ПО позволяет:
Поверить в автоматическом режиме датчики температуры или загрузить в калибратор задания на поверку/калибровку и, после ее выполнения в автономном режиме, перенести результаты поверки в ПК.
Рекалибровать калибратор по температуре и электрическим сигналам.
ПО обеспечивает доступ к управлению всеми функциями калибраторов и, крометого, позволяет загрузить в калибратор множественные задания на калибровку и после их выполнения в автономном или автоматическом режимах перенести результаты в персональный компьютер для обработки и хранения.
С помощью ПО можно производить подстройку внутреннего («READ») термометра калибраторов, а также каналов измерений электрических величин, в том числе и канала внешнего («TRUE») термометра. Данное программное обеспечение позволяет загрузить в калибратор градуировочную характеристику для внешнего термопреобразователя сопротивления повышенной точности.
Структура ПО:
Поддержка поверяемых/калибруемых СИ температуры;
Конфигурирование схемы поверки/калибровки СИ температуры;
Планировщик поверки/калибровки СИ температуры;
Поверка/калибровка СИ температуры с помощью ПК.
Разъемы для подключения к компьютеру, а также для подключения внешних устройств представлены на рисунке 5.
Рисунок 5 - Цифровые разъёмы.
