측정값의 신뢰도 위해 센서 교정할 필요 있어
온도 교정용 온도 센서 1년에 한 번 교정 받아야

현장에서 온도, 압력, 전기 전도도 등 물리적인 값을 측정하는데 사용하는 측정기에서 가장 중요한 부분은 측정값의 신뢰도이다. 측정값은 환경의 변화에 따라서 달라지기도 하지만 측정기의 상태에 따라서도 달라진다.

측정 기술에서 교정은 테스트 유닛과 그와 같은 물리량을 측정하는 기준이 되는 장비를 같은 조건 속에 놓아두고 서로의 값을 비교 확인하는 것을 말한다. 이때 테스트 유닛 값이 정확도에서 벗어난 값이 나오면 유닛 자체의 보정이 필요하다.

온도 측정기를 교정 시 드라이 웰, 액체 항온조, 전기로 장비가 사용된다. 그 중 드라이 웰은 백금온도센서를 교정하기 위해 사용되는 온도발생장치다. 액체 매질을 사용하지 않고 히팅 냉각을 통해서 고체의 열 전도와 공기의 흐름을 조절해 원하는 온도를 빠르게 구현하고 유지하는 장점이 있다. 사이즈도 크지 않아 현장에서 사용하기 적합하다.

드라이 웰을 사용할 때 사용법에 따라 열원에 오차가 발생한다. 드라이 웰은 구조상 온도 센서가 바닥에 위치하기 때문에 교정하려는 센서를 바닥까지 넣어야 정확한 값을 얻을 수 있다. 표준 센서와 피교정 센서의 센싱 부위를 일치시켜주는것도 중요하다.

또 피교정 온도 센서의 길이가 길면 교정기에 담기지 않는 부분이 대기의 영향을 받아 에러가 발생한다. 온도 센서의 지름이 두꺼울수록 열에 대한 전도도가 영향을 미칠 수 있다. 이 에러를 줄이려면 온도 센서 지름에 20배 정도 되는 만큼의 길이가 담금 깊이가 되어야 한다.

드라이 웰의 설정온도가 높아질수록 대기와의 편차가 커져 축 방향 온도의 오차 발생율이 커진다. 트라이 웰의 콘트롤센서와 근접하게 담그는 것이 이상적이지만 교정하려는 센서의 길이가 짧으면 균일도에 대한 불확도를 고려해야 한다.

그렇다면 어떤 점을 고려해 온도 교정기를 선택해야 할까. 교정기 선택 시 가장 중요하게 봐야할 부분은 온도센서의 측정 범위이다. 액체 항온조는 매질의 특성상 -100도에서 500도까지 측정이 가능하다. 전기로는 주로 1000도가 넘는 고온의 온도센서를 교정하는데 사용한다. 드라이 웰은 내부가 알루미늄, 구리 등의 메탈로 구성되어 -40도에서 600도 정도의 범위를 갖는다.

현장용 온도 교정기는 성능과 이동성도 고려해야 한다. 일반적으로 크기가 큰 장비는 높은 안정도와 균일도를 제공할 수 있지만 운반이 어렵다. 반대로 가볍고 이동성이 좋은 드라이 웰은 성능이 떨어진다.

플루크의 현장용 드라이 웰인 914X 시리즈는 온도 범위에 따라 3개의 모델로 나눠져 있다. 7kg으로 운반이 용이하며 저항식 온도계 기준 온도 계수값을 넣을 수 있다. 기본적으로 온도 접점을 측정하는 스위치 테스트 기능이 탑재 되어 있고 원하는 세팅 온도에 도달한 이후 내부 안정화가 이루여지면 안정화 여부가 표시된다. 이중 구역 제어가 가능해 온도 콘트롤 속도가 빠르며 인서트 부분을 커스텀으로 제작이 가능하다.

한국플루크 김성훈 과장은 “온도 센서를 교정하지 않으면 제품 자체 산화나 불순물이 부착되어 센서 특성이 변하게 된다. 그렇게 측정된 값은 신뢰도를 갖기 어렵다”며 “사용하는 교정기의 온도 센서 정확도와 사용 애플리케이션, 관리 방법에 따라 다르나 통상적으로 1년에 한번 교정을 하는 것이 좋다”고 설명했다.