Celle a virgola fissa – trova produttori e fornitori

Le celle a punto fisso sono sistemi di riferimento ad alta precisione per la generazione di temperature definite con precisione, basate su transizioni di fase fisicamente riproducibili di sostanze pure.

Consentono un'incertezza di misura estremamente bassa. Nei laboratori di taratura, negli istituti nazionali di metrologia, nei laboratori industriali di riferimento e nell'assicurazione della qualità, costituiscono la base per calibrazioni di temperatura tracciabili. Sono utilizzati in particolare per calibrare termometri a resistenza (Pt100, SPRT), termocoppie, sensori di temperatura digitali e termometri di riferimento.

Di seguito troverete la funzionalità delle celle a punto fisso, una panoramica dei diversi tipi, i loro campi di applicazione e i loro vantaggi:

Come funzionano le celle a punto fisso:

Il loro funzionamento si basa su un principio fisico fondamentale: le sostanze pure hanno temperature di transizione di fase riproducibili con precisione a una pressione definita.
Durante la transizione tra solido e liquido o tra liquido e gas, la temperatura rimane costante finché le due fasi sono presenti contemporaneamente.
Questa temperatura di equilibrio stabile viene definita punto fisso.

Una cella a punto fisso è tipicamente costituita da:

1. Un metallo di elevata purezza o acqua ultrapura.
2. Un alloggiamento chiuso in quarzo o metallo.
3. Un pozzetto per il termometro da calibrare.
4. Un ambiente controllato per creare la transizione di fase.

La fusione o la solidificazione controllata del materiale crea una zona isoterma con una temperatura estremamente stabile.
Il termometro da calibrare viene inserito nel manicotto di immersione e confrontato con la temperatura di riferimento nota.
L'accuratezza può essere dell'ordine dei millikelvin o addirittura dei submillikelvin, soprattutto per le celle basate sulla Scala Internazionale di Temperatura ITS-90.

Tipi di celle a punto fisso:

1. Celle a tre punti d'acqua:
   Il punto fisso più conosciuto è il punto tre dell'acqua a 0,01 °C. Ghiaccio, acqua e vapore acqueo coesistono contemporaneamente in una speciale cella di vetro.
   Questo punto serve come riferimento fondamentale per la calibrazione di termometri a resistenza di alta precisione.
2. Celle per il punto di solidificazione dei metalli:
   Queste celle utilizzano i punti di solidificazione o di fusione di metalli di elevata purezza come:
   Gallio, Indio, Stagno, Zinco, Alluminio e Argento.
   Coprono intervalli di temperatura da poco più di 0 °C a oltre 900 °C e sono utilizzate in particolare per le calibrazioni industriali ad alta temperatura.
3. Celle per il punto di congelamento dei metalli:
   Il processo di congelamento viene utilizzato in modo specifico, poiché durante la solidificazione si crea una fase di plateau di temperatura particolarmente stabile.
   Questo metodo offre un'elevata riproducibilità.
4. Celle a punto fisso per alte temperature:
   Per le temperature molto elevate, si utilizzano celle speciali ad alta temperatura, che funzionano in sistemi a gas inerte o in forno.
   Sono spesso utilizzate negli istituti di metrologia nazionali.
5. Celle a punto fisso miniaturizzate:
   Design compatto per l'uso nei laboratori di taratura industriali.
   Offrono incertezze inferiori rispetto ai calibratori di confronto, ma sono più facili da maneggiare rispetto alle celle ITS-90 classiche.

Uso delle celle a punto fisso:

1. Calibrazione di termometri standard a resistenza di platino (SPRT):
Le celle a punto fisso sono utilizzate come riferimento per definire la curva caratteristica dei termometri di riferimento ad alta precisione.

2. Calibrazione industriale tracciabile:
Nei laboratori accreditati, i dispositivi di misurazione della temperatura vengono calibrati utilizzando punti fissi per soddisfare i requisiti degli standard internazionali.

3. Convalida delle catene di misura della temperatura
In settori come quello farmaceutico, chimico, energetico o aeronautico, la tracciabilità completa è obbligatoria. Le celle a punto fisso garantiscono questa tracciabilità metrologica.

4. Controllo dei bagni di temperatura e dei forni di calibrazione
Vengono utilizzate per controllare regolarmente i sistemi di taratura secondaria.

5. Ricerca e sviluppo
Negli istituti metrologici vengono utilizzate per realizzare la scala internazionale di temperatura e per sviluppare nuovi metodi di riferimento.

Vantaggi delle celle a punto fisso come apparecchiature di calibrazione:

• Massima accuratezza: le celle a punto fisso forniscono incertezze di misura estremamente basse e sono sistemi di riferimento della classe di accuratezza più elevata.
• Eccellente riproducibilità: Le transizioni di fase delle sostanze pure sono fisicamente ben definite e confrontabili a livello mondiale.
• Stabilità a lungo termine: Con una corretta gestione, le celle a punto fisso mantengono la loro accuratezza per molti anni.
• Conformità agli standard: Consentono calibrazioni secondo le scale di temperatura internazionali come la ITS-90.
• Indipendenza dai sistemi di riferimento elettronici
  La temperatura è realizzata fisicamente, non simulata elettronicamente.
• Ampio intervallo di temperatura: I diversi metalli consentono di coprire intervalli di temperatura da quasi 0 °C a oltre 1000 °C.
• Minimizzazione dell'incertezza di misura: Rispetto ai calibratori a secco o a liquido, le celle a punto fisso offrono incertezze significativamente inferiori.

Le celle a punto fisso sono il mezzo di calibrazione più preciso nel campo della tecnologia di misura della temperatura. Si basano su transizioni fisiche di fase chiaramente definite e consentono di ottenere temperature di riferimento estremamente precise, riproducibili e comparabili a livello internazionale. Che si tratti di celle a tre punti ad acqua o di punti fissi metallici per alte temperature, esse costituiscono la base per calibrazioni tracciabili in laboratori, industrie e istituti di metrologia. Grazie alla loro elevata accuratezza, stabilità e conformità agli standard, sono indispensabili per le applicazioni in cui le minime deviazioni di temperatura sono fondamentali.

Ecco gli aspetti più importanti da tenere in considerazione quando si acquistano celle a punto fisso:

Le celle a punto fisso sono tra i dispositivi di calibrazione più precisi nella tecnologia di misurazione della temperatura. Sono utilizzate nei laboratori accreditati, nei laboratori industriali di riferimento e negli istituti di ricerca per calibrare i dispositivi di misurazione della temperatura con la massima precisione. A causa del loro ruolo centrale nella tracciabilità metrologica, l'acquisto professionale di celle a punto fisso è un processo impegnativo. Oltre alla scelta del punto fisso giusto, è necessario valutare attentamente la purezza, l'incertezza, il design, la stabilità a lungo termine, la conformità agli standard e gli aspetti di servizio. Una decisione sbagliata può aumentare l'incertezza di misura o compromettere la tracciabilità.

• Il processo di approvvigionamento inizia con una definizione precisa dell'intervallo di temperatura da coprire. Le celle a punto fisso si basano su transizioni di fase definite di sostanze pure. A seconda dell'applicazione, ad esempio, si utilizzano celle a tre punti in acqua per 0,01 °C o celle a punto fisso in metallo come gallio, indio, stagno, zinco o alluminio.
• L'ufficio acquisti deve chiarire se sono sufficienti singoli punti di riferimento o se sono necessari più punti fissi per una curva di calibrazione completa. Per le termoresistenze standard in platino, in particolare, sono necessari diversi punti fissi ITS-90.
• Un criterio fondamentale è la purezza del materiale utilizzato. L'accuratezza di un punto fisso dipende direttamente dalla purezza chimica del materiale.
• Le celle ad alta precisione utilizzano metalli o acqua con una purezza estremamente elevata, spesso nell'ordine del 99,999% o superiore.
• Le impurità provocano sbalzi di temperatura e aumentano l'incertezza. L'acquisto deve quindi richiedere i certificati e le specifiche di purezza del materiale.
• Altrettanto importante è l'incertezza di misura specificata della cella a punto fisso. I produttori di solito specificano l'incertezza ottenibile in condizioni operative definite.
• Queste informazioni devono essere coordinate con i requisiti del proprio laboratorio di taratura. I laboratori accreditati devono garantire che le specifiche di incertezza siano documentate e tracciabili. Un'indicazione trasparente dei componenti del budget di incertezza è una caratteristica di qualità.
• Il design della cella a punto fisso svolge un ruolo pratico. Le celle ITS-90 classiche sono solitamente più grandi e progettate per ottenere la massima precisione.
• Le celle a punto fisso miniaturizzate o secondarie sono più compatte e facili da maneggiare, ma offrono incertezze leggermente più elevate.
• Il reparto acquisti deve verificare se è necessaria la massima precisione metrologica o se è sufficiente una soluzione orientata alla pratica. Anche la stabilità meccanica, la qualità dell'alloggiamento in quarzo o in metallo e la finitura del manicotto a immersione influiscono sulla durata.
• Un altro fattore decisivo è la compatibilità con i sistemi di calibrazione esistenti. Le celle a punto fisso richiedono forni o sistemi di controllo della temperatura adeguati per la generazione controllata della transizione di fase.
• Il reparto acquisti deve assicurarsi che la cella sia meccanicamente e termicamente compatibile con i forni di calibrazione esistenti. Occorre inoltre tenere conto della profondità di immersione e del diametro dei termometri.
• È necessario valutare anche la manipolazione e la manutenzione. Alcune celle a punto fisso richiedono procedure speciali per la generazione del plateau, come il congelamento o la fusione controllata.
• Il fornitore deve fornire chiare istruzioni operative, formazione o assistenza. La corretta formazione della zona di equilibrio ghiaccio-acqua è particolarmente importante per le celle a tre punti ad acqua. Gli errori di manipolazione possono aumentare significativamente l'incertezza di misura.
• La stabilità a lungo termine è un criterio di selezione fondamentale. Le celle a punto fisso di alta qualità mantengono le loro proprietà per molti anni, a condizione che vengano utilizzate correttamente.
• Gli acquirenti dovrebbero ottenere informazioni sulla stabilità all'invecchiamento, sugli intervalli di manutenzione raccomandati e sull'eventuale ricondizionamento. Anche la disponibilità di servizi di riparazione o pulizia è importante.
• La conformità agli standard e la tracciabilità sono essenziali, soprattutto per i laboratori accreditati. La cella a punto fisso deve soddisfare i requisiti della Scala Internazionale di Temperatura ITS-90.
• Le certificazioni, i certificati di calibrazione e la documentazione devono essere disponibili nella loro interezza. Se il laboratorio opera in conformità alla norma ISO/IEC 17025, la documentazione fornita deve soddisfare i requisiti dell'ente di accreditamento.
• Un aspetto economico è la considerazione dei costi del ciclo di vita. Le celle a punto fisso di alta precisione sono costose da acquistare. Tuttavia, offrono temperature di riferimento stabili con una deriva minima per molti anni.
• L'acquisto non deve limitarsi a valutare il prezzo di acquisto, ma deve tenere conto anche dell'accuratezza, della stabilità, dell'assistenza e dell'utilizzabilità a lungo termine.
• L'esperienza e la reputazione del produttore giocano un ruolo importante. Le celle a punto fisso sono prodotti metrologici altamente specializzati. Un fornitore affermato, con una comprovata esperienza nella metrologia della temperatura, offre generalmente una maggiore garanzia di qualità e un migliore supporto tecnico.
• Le referenze di laboratori accreditati o di istituti nazionali di metrologia possono fornire ulteriore sicurezza.
• Infine, occorre considerare anche la gestione logistica. Le celle a punto fisso sono dispositivi di precisione delicati. Un trasporto sicuro, un imballaggio adeguato e, se necessario, una consegna a clima controllato sono importanti per evitare danni o contaminazioni.

L'acquisto professionale di celle a punto fisso come apparecchiature di calibrazione per dispositivi di misurazione della temperatura richiede una valutazione attenta e strutturata di criteri tecnici, metrologici ed economici. I fattori decisivi sono l'intervallo di punti fissi appropriato, la massima purezza del materiale, la bassa incertezza di misura, la conformità agli standard secondo la norma ITS-90 e la compatibilità con i sistemi di calibrazione esistenti. Le aziende e i laboratori che tengono sistematicamente conto di questi fattori e collaborano con i produttori specializzati creano la base per calibrazioni di temperatura di alta precisione, conformi agli standard e stabili a lungo termine.

Le celle a punto fisso possono essere acquistate da diversi fornitori. Informazioni complete sui produttori e fornitori di Celle a punto fisso di tutto il mondo sono disponibili su Exportpages.