Termômetro de quartzo: resolução x exatidão e calibração em banho

A matriz no Japão envia para a planta no Brasil uma bancada de teste com controle de temperatura. Junto vem o registro de um termômetro de quartzo (em japonês, suisho ondokei, 水晶温度計, ou kuotsu ondokei) com leituras do banho em quatro casas decimais, como 23,2501 °C, e um certificado de calibração JCSS.

No laboratório de metrologia, alguém conclui que o termômetro tem "precisão de 0,0001 °C". É exatamente essa leitura errada que este guia quer evitar.

O termômetro de quartzo é um termômetro de contato que mede a temperatura pela frequência de ressonância de um cristal de quartzo. Ele enxerga variações muito pequenas, mas resolução (o tamanho do passo do display) e exatidão (o quanto a leitura se aproxima da temperatura verdadeira) são coisas diferentes. O quanto a leitura é confiável depende da calibração, com as incertezas dela, e da forma de medir.

A seguir: como o sensor funciona, como calcular a resolução, como ler um certificado JCSS e onde ele se encaixa em relação à RBC, como fazer uma calibração por comparação em banho e como o quartzo se compara com SPRT, Pt100, termistor e termopar. No final há uma checklist e um modelo de e-mail para o fornecedor japonês.

Sumário

1. O que é um termômetro de quartzo
2. Como funciona o termômetro de quartzo
3. Resolução x exatidão: os números
4. Como ler um certificado de calibração japonês (JCSS)
5. Calibração por comparação em banho: passo a passo
6. Quartzo x SPRT, Pt100, termistor e termopar
7. O que verificar na folha de especificação
8. Quando a leitura oscila
9. Checklist e perguntas para o fornecedor japonês
10. Limites deste guia
11. Perguntas frequentes
12. Fontes

O que é um termômetro de quartzo

O termômetro de quartzo é um sistema de medição formado por uma sonda de temperatura e um instrumento que lê frequência. O material técnico da Yokogawa Test & Measurement o cita entre os padrões de medição usados para calibrar outros termômetros.

A sonda é colocada em contato com o que se quer medir. Ao contrário do termômetro infravermelho (pirômetro), que calcula a temperatura da superfície pela radiação emitida, ele só dá uma leitura válida depois que o sensor na ponta atinge a temperatura do objeto.

O cristal não fica exposto no líquido: ele trabalha dentro de uma bainha de proteção. Como o calor precisa atravessar a bainha até chegar ao cristal, a sonda leva um tempo para acompanhar uma mudança de temperatura, mesmo que o instrumento leia a frequência rapidamente.

O uso típico é a observação fina, como verificar a estabilidade de um banho termostático ou medir uma pequena diferença de temperatura entre dois pontos. Ele serve mais para avaliar variações de temperatura em detalhe do que para substituir todos os pontos de medição de uma linha de produção.

A Figura 1 mostra a estrutura básica: o cristal vibra dentro da sonda e um instrumento separado lê a frequência.

Figura 1: o cristal vibra na sonda e o instrumento lê a frequência

A lâmina de quartzo tem eletrodos e continua vibrando com a energia elétrica fornecida pelo circuito oscilador.

Dimensões reais, posição dos eletrodos e local dos circuitos variam conforme o modelo.

Como funciona o termômetro de quartzo

Piezoeletricidade e oscilação

O quartzo é uma forma cristalina do dióxido de silício e é piezoelétrico: quando comprimido, gera carga elétrica. Ele também apresenta o efeito inverso, deformando-se quando recebe tensão, e a oscilação depende dos dois efeitos.

No termômetro, uma tensão alternada nos eletrodos faz a lâmina vibrar. O sinal elétrico gerado por essa deformação volta para o circuito, que mantém as condições para a vibração continuar e extrai a frequência.

Sozinha, a lâmina de quartzo não gera um sinal estável. O ressonador é um componente passivo e precisa de um circuito oscilador para excitá-lo e de um circuito de leitura para medi-lo.

O acendedor piezoelétrico de fogão é um exemplo conhecido da mesma relação entre força e eletricidade. Mesmo assim, o elemento piezoelétrico de um acendedor e a lâmina de quartzo de um termômetro não devem ser tratados como se tivessem o mesmo material ou a mesma construção.

O termopar funciona de outro jeito: usa o efeito Seebeck, em que a diferença de temperatura entre as junções de dois metais diferentes gera uma tensão. O termômetro de quartzo não mede o tamanho de uma tensão, e sim a velocidade com que o cristal vibra.

Da frequência para a temperatura

A frequência de ressonância de uma lâmina depende do ângulo de corte, da forma e das dimensões, então a palavra "quartzo" sozinha não a define. Mudando o corte, a resposta da frequência à temperatura também muda, e alguns cortes servem melhor para medir temperatura. O termômetro de quartzo da Hewlett-Packard de 1965, por exemplo, usava um corte chamado "LC" (linear coefficient), escolhido por ter resposta frequência-temperatura quase linear.

O termômetro usa um elemento sensor cuja variação de frequência com a temperatura é fácil de ler. Esse elemento é calibrado, e o instrumento guarda a relação entre frequência e temperatura.

Medir a frequência e convertê-la em temperatura são duas etapas separadas. Como a temperatura sai de uma curva de calibração, combinar uma sonda com os coeficientes errados gera uma leitura errada, mesmo com o sinal sem nenhuma anomalia.

A Figura 2 mostra essa conversão: mede-se a frequência no eixo vertical e lê-se a temperatura correspondente no eixo horizontal.

Figura 2: da frequência medida para a temperatura

Meça f e encontre o T correspondente na curva de calibração. Os pontos representam valores obtidos na calibração (apenas conceito).

Dentro de uma faixa, a relação frequência-temperatura pode ser quase uma reta. Em faixas largas, porém, ela nem sempre cabe em uma única reta, e termos de ordem superior entram para corrigir a curvatura quando necessário.

Essa correção de não linearidade segue a mesma ideia do linearizador de outros sensores. Quem decide a confiabilidade da temperatura são os pontos de calibração e o método de conversão, não só a eletrônica de leitura.

Cristal de relógio x termômetro de quartzo

O relógio de quartzo também usa um ressonador de cristal, mas ele é projetado para manter o mesmo período mesmo quando a temperatura muda. O relógio quer uma base de tempo estável; o termômetro quer uma frequência que acompanhe a temperatura.

Segundo a Epson, o ressonador do relógio de quartzo fica integrado ao circuito oscilador de um CI interno. O CI usa o período do ressonador como referência e gera o sinal de um segundo que movimenta o relógio.

O oscilador a cristal com forno (OCXO) dos equipamentos de telecomunicação mantém o ressonador em temperatura constante para estabilizar a frequência. O termômetro de quartzo faz o contrário: usa a dependência da frequência com a temperatura como a própria medição.

Por isso, ligar um cristal de relógio a um frequencímetro não resulta em um termômetro de precisão. É preciso um elemento com característica de medição de temperatura e os dados de calibração dele.

Resolução x exatidão: os números

Sensibilidade e resolução

Sensibilidade é o quanto a frequência se desloca para uma dada variação de temperatura; ela funciona como o fator de conversão para temperatura. Quanto maior a sensibilidade, menor a diferença de temperatura que cada passo de frequência representa, o que facilita enxergar variações pequenas.

Um curso de 1989 da Sociedade Japonesa de Propriedades Termofísicas dá como exemplo cerca de 1 kHz por 1 K de variação. O projeto da HP de 1965 usava a mesma inclinação, 1.000 Hz/°C, com um ressonador perto de 28 MHz. Com essa sensibilidade, resolver 0,1 Hz dá uma resolução de 0,0001 °C, como mostra a Figura 3.

Figura 3: convertendo um passo de frequência em passo de temperatura

0,1 Hz dividido por 1.000 Hz/°C dá 0,0001 °C. Isso descreve a resolução, não garante o erro.

Dentro de uma faixa em que a sensibilidade pode ser considerada constante

ΔT = ΔfS

ΔT = 0,11.000 = 0,0001 °C

ΔT: diferença de temperatura [°C]; Δf: diferença de frequência [Hz]; S: sensibilidade [Hz/°C]. Uma diferença de 1 K é igual a uma diferença de 1 °C.

A mesma lógica dá a própria temperatura se assumirmos uma reta simples. A equação de calibração abaixo é fictícia e serve só para mostrar os passos; não são os coeficientes de nenhum instrumento real.

O passo principal é tirar a diferença em relação à frequência de referência. Dividir a frequência medida inteira pela sensibilidade ignora o ponto de referência e gera um número sem sentido.

Uma equação de calibração real também tem faixa de temperatura e coeficientes definidos. Cuidado ainda com as unidades: colocar uma frequência em kHz numa equação escrita em Hz dá uma temperatura errada.

Tempo de contagem, resolução e taxa de atualização

O instrumento obtém a frequência contando ciclos durante um tempo fixo (gate time). Uma contagem mais longa resolve diferenças menores, mas o resultado também se atualiza com menos frequência. O artigo da HP de 1965 descreve 0,0001 °C de resolução com leitura de 10 segundos, e leituras mais rápidas com resolução proporcionalmente menos fina.

Separe a taxa de atualização do instrumento da resposta da própria sonda. Assim fica claro se a leitura parece "lenta" por causa do contador ou por causa da troca de calor com a sonda.

Resolução x repetibilidade x incerteza

O ponto forte do termômetro de quartzo é acompanhar variações pequenas de temperatura, e ele rende mais em ambiente estável. Ajuda quando se quer ver como um banho oscila ao longo do tempo ou medir a diferença entre duas posições.

É aqui que resolução e tendência (bias) se separam. Se o display anda em passos de 0,0001 °C, mas a leitura está deslocada 0,02 °C em relação ao padrão, as casas decimais a mais não eliminam esse deslocamento. O valor de 0,02 °C é inventado para mostrar a diferença e não é exatidão nominal; um valor medido só tem significado junto com o resultado da calibração e a incerteza do padrão.

A Figura 4 separa os três conceitos que costumam se misturar.

Figura 4: dígitos finos x temperatura confiável

Passo do display, dispersão entre leituras e desvio em relação ao padrão são três perguntas diferentes.

Resolução: o passo entre leituras vizinhasVocê consegue ver 23,2500 → 23,2501 °C

Repetibilidade: as leituras concordam nas mesmas condições?Verifique a dispersão das leituras, incluindo a oscilação do banho e do instrumento

Tendência e incerteza: correção e confiançaCorrija o desvio em relação ao padrão e depois avalie a incerteza do padrão, da distribuição de temperatura e de outras fontes

Corrigir a tendência não elimina a incerteza que vem da calibração e do ambiente de medição.

Uma especificação antiga deixa isso bem claro. A tabela resume a especificação resumida que a HP publicou em 1965 para seus termômetros de quartzo; é um instrumento antigo, mostrado só para ilustrar a distância entre esses números.

Item da especificação (HP, 1965)	Valor informado	O que ele diz
Resolução	Até 0,0001 °C	Só o passo do display
Estabilidade de curto prazo	Menor que ±0,0002 °C entre leituras	Variação entre leituras em temperatura constante (não é automaticamente a repetibilidade)
Linearidade (absoluta)	Melhor que ±0,02 °C de 0 a 100 °C; ±0,15 °C de −40 a 230 °C	Mais perto do erro de medição, mas sozinha não é o erro total; depende da faixa
Deriva do zero de longo prazo	Menor que ±0,01 °C em 30 dias	Por que a recalibração importa
Resposta (água a 0,6 m/s)	63,2% em <1,0 s; 99,9% em <6,9 s	Resposta da sonda na vazão informada

Para aproveitar a alta resolução, a temperatura precisa estar uniforme e estável, e isso tem de ser garantido à parte do display. Se o banho tem gradiente, a diferença de posição entre as sondas se soma à diferença que se quer medir, e fica difícil separá-la da tendência do instrumento.

O princípio de medição sozinho não define qual medição é melhor. Assim como na escolha entre termopar e termorresistência, o formato da sonda e as condições de instalação entram na decisão.

Como ler um certificado de calibração japonês (JCSS)

Equipamentos vindos do Japão podem chegar com certificado JCSS. O JCSS (Japan Calibration Service System) é o sistema de acreditação de laboratórios de calibração previsto na Lei de Metrologia do Japão, operado pelo IAJapan, o centro de acreditação do NITE (National Institute of Technology and Evaluation). No Brasil, o papel parecido é o da RBC (Rede Brasileira de Calibração), que reúne os laboratórios acreditados pela Cgcre/Inmetro. A comparação ajuda a situar o certificado, mas não garante equivalência automática de escopo nem aceitação para qualquer uso.

O que isso significa para quem recebe o certificado no Brasil:

• Base da acreditação: o NITE lista a ISO/IEC 17025, a Lei de Metrologia e regulamentos relacionados como critérios de acreditação do JCSS. No Brasil, a base equivalente é a ABNT NBR ISO/IEC 17025.
• Rastreabilidade: o JCSS exige rastreabilidade aos padrões nacionais do Japão (realizados no NMIJ, o instituto nacional de metrologia, ou em institutos designados). O certificado serve como evidência dessa rastreabilidade.
• Reconhecimento internacional: o IAJapan é signatário dos acordos de reconhecimento mútuo (MRA) da ILAC e da APAC, e a Cgcre é signatária dos acordos da ILAC e da IAAC. O NITE informa que laboratórios acreditados para o MRA internacional podem emitir certificados com a marca ilac-MRA. Confira se a marca está no seu certificado em vez de presumir.
• Incerteza: o certificado-modelo do NITE informa a incerteza expandida com fator de abrangência k = 2, correspondente a uma probabilidade de abrangência de cerca de 95%.
• Sem prazo de validade: segundo o NITE, o certificado JCSS não tem prazo de validade definido. Quem define o intervalo de recalibração é o usuário, conforme a frequência e o local de uso.

Em plantas que trabalham com IATF 16949, o requisito para laboratórios externos (7.1.5.3.2) pede, em linhas gerais, acreditação pela ISO/IEC 17025 ou equivalente nacional. Verifique também se o escopo de acreditação do laboratório cobre essa calibração e quais são os requisitos específicos da montadora cliente; o símbolo JCSS sozinho não fecha essa avaliação. Confirme antes de usar o termômetro como padrão.

Na calibração por comparação, as indicações do termômetro são relacionadas aos valores do padrão, com as incertezas associadas; o resultado pode vir como erro de indicação, correção ou curva de calibração. Calibração não é o mesmo que ajuste do display para bater com o padrão, e o resultado é registrado junto com as condições de medição.

Se o certificado traz valores de correção, defina internamente como e onde aplicá-los.

Calibração por comparação em banho: passo a passo

Na calibração por comparação, o termômetro em calibração (UUT, unit under test) e um termômetro padrão ficam no mesmo ambiente de temperatura, e registra-se a diferença entre as leituras. A Fluke descreve os banhos líquidos como o meio mais estável e uniforme para esse trabalho.

Os passos abaixo resumem os princípios; o procedimento do seu laboratório e o manual do fabricante do banho têm prioridade.

1. Defina o objetivo primeiro. Decida a faixa de temperatura necessária e a diferença aceitável. Uma verificação só perto da temperatura ambiente pede pontos de calibração diferentes de uma que precisa cobrir toda a faixa de um processo de aquecimento.
2. Coloque os elementos sensores próximos. Deixe as zonas sensíveis do padrão e do UUT perto uma da outra. Uma ponta encostada na parede ou no fundo metálico capta uma temperatura diferente da do líquido.
3. Alinhe pelo elemento sensor, não pela ponta. Posicione cada sonda pelo local onde fica o elemento sensor interno, e não pela ponta externa. Garanta a profundidade de imersão que cada sonda exige, para que os dois elementos fiquem na mesma zona de temperatura.
4. Verifique a imersão. Se a leitura muda quando você altera a profundidade, suspeite de condução de calor pela haste (efeito haste, stem effect) ou de gradiente de temperatura. A imersão necessária varia conforme a sonda, então não use um poço ou suporte curto demais para a imersão que a sonda exige.
5. Leia em pares. Com o banho estabilizado, leia o padrão e o UUT como um par e repita várias vezes. Ler primeiro todas as leituras de uma sonda e depois as da outra deixa a deriva do banho entrar na diferença.
6. Registre o suficiente para repetir. Anote o set point, as duas leituras, os números de série das sondas, as condições de imersão, os coeficientes de calibração usados e o intervalo de leitura. Isso facilita comparar com a calibração anterior.

A Figura 5 mostra o arranjo: zonas sensíveis próximas, na mesma profundidade e longe das paredes e do fundo.

Figura 5: arranjo no banho para comparar a mesma temperatura

Aproxime as zonas sensíveis do padrão e do UUT e mantenha-as longe das paredes e do fundo. Garantir a imersão de cada sonda vem primeiro.

Na hora de escolher ou verificar um banho, a Fluke aponta alguns fatores:

• Estabilidade x uniformidade: um banho pode ser estável no tempo e mesmo assim não ser uniforme. Verifique os gradientes vertical e horizontal na zona de teste.
• Imersão do padrão: um padrão longo, como um SPRT, imerso só até a profundidade de uma sonda de teste curta pode sofrer efeito haste.
• Fluido: a Fluke recomenda viscosidade de até 50 centistokes na temperatura de controle; a estabilidade varia com o fluido e a temperatura.
• Tamanho da cuba: deixe espaço para a imersão correta, para fluido abaixo dos sensores e para distância entre os sensores e a parede.

Em tubulações de processo, pressão nominal e resistência à corrosão são outra questão. O poço termométrico (thermowell) protege o sensor do fluido de processo, mas acrescentar um tubo de proteção também muda a forma como a leitura acompanha a temperatura.

Um sensor de temperatura de elemento duplo tem dois elementos e permite duas vias de medição; o quanto elas são independentes depende da construção e da instrumentação. Trate isso como uma escolha de construção, separada do princípio de medição por quartzo.

Quartzo x SPRT, Pt100, termistor e termopar

Nas fábricas, termopares e termorresistências de platina (como o Pt100) são os mais usados. Ao comparar o termômetro de quartzo com eles, liste primeiro a faixa e as condições de instalação de que você precisa, em vez de ir pelo que "parece" mais preciso.

A tabela compara os tipos pelo que medem e pelo que se verifica na seleção.

Aspecto	Termômetro de quartzo	Termorresistência de platina (Pt100)	Termopar
Grandeza medida	Frequência de ressonância	Resistência elétrica	Tensão termoelétrica
Onde se encaixa	Diferenças finas de temperatura e verificação de estabilidade	Medição industrial e de precisão	Uso industrial amplo, inclusive altas temperaturas
Pontos do circuito	Oscilação, medição de frequência, curva de calibração	Corrente de medição, resistência dos cabos, autoaquecimento	Compensação de junta fria, cabo de compensação
O que ler na especificação	Sonda e instrumento como um par	Norma do elemento e especificação do indicador	Tipo, bitola do fio, tubo de proteção, indicador

Alguns pontos ajudam quando a especificação japonesa e a sua usam referências diferentes:

• SPRT (termômetro padrão de resistência de platina): na ITS-90, a escala internacional de temperatura, o SPRT é o instrumento de interpolação em subfaixas entre 13,8033 K e 961,78 °C; a faixa de cada SPRT depende do modelo. Na calibração por comparação ele costuma servir de padrão; o exemplo de banho da Fluke usa um.
• Pt100: as termorresistências industriais são classificadas por classe de tolerância na IEC 60751 (por exemplo, classe A é ±0,15 °C a 0 °C). A JIS C 1604:2013 japonesa lista a IEC 60751:2008 como norma internacional correspondente, o que não comprova que os requisitos sejam idênticos. Confirme com o fornecedor a edição e a classe, e compare com a norma que a sua planta usa.
• Termistor: assim como o Pt100, usa a variação de resistência, mas o material e o tamanho da variação com a temperatura são diferentes. Para monitorar componentes pequenos, vale comparar termistor e Pt100.

Nos sensores de resistência é preciso tratar a resistência dos cabos, e é por isso que existem as ligações a 2 e a 3 fios. Essas são fontes de erro diferentes das da medição de frequência do quartzo.

Na medição em linha, decida também para onde vai o sinal, não só como medir corretamente. Se ele alimenta um SDCD (DCS) ou um CLP para monitoramento e controle, inclua na especificação o período de atualização e a saída em caso de falha.

O que verificar na folha de especificação

Leia faixa de temperatura, exatidão de medição e tempo de resposta como um conjunto. Um termômetro padrão para um banho que estabiliza devagar e um sensor que precisa captar mudanças rápidas na temperatura de um fluido dão peso a itens diferentes.

• Faixa de temperatura: depende da vedação da sonda, da fiação e da eletrônica, não só do cristal. Não assuma um limite superior fixo, como 200 °C, para todos os termômetros de quartzo; leia a especificação da combinação sensor + instrumento e separe a faixa com exatidão especificada da faixa em que o instrumento apenas funciona.
• Tempo de resposta: a resposta da sonda muda com o escoamento ao redor e a forma de montagem. Uma resposta medida em líquido não vale para ar nem para um tubo de proteção grosso.
• Profundidade de imersão: verifique a imersão mínima que o fabricante especifica para cada sonda.
• Choque e vibração: instrumentos com ressonador são sensíveis a choque mecânico e tensões. Depois de uma queda ou de uma mudança de montagem, verifique a leitura em um ponto de referência.
• Campos magnéticos fortes: a compatibilidade depende do sistema inteiro (cristal, oscilador, contador e cabo). Baseie a escolha em especificações ou resultados de teste para a intensidade de campo e os equipamentos envolvidos.
• Sinal de saída: uma saída em frequência não liga direto em uma entrada analógica comum. Combine o formato de saída do conversor com as condições da entrada 4–20 mA do lado receptor.
• Sondas de reposição: o formato igual não basta. Gerencie juntos a compatibilidade com o instrumento, os dados de calibração individuais de cada sonda e as condições do cabo, para não misturar as conversões depois de uma troca.

Se a temperatura medida está variando, a diferença de resposta entre o padrão e o UUT também entra na diferença de leitura. Não confie no instante em que o banho atinge o set point; acompanhe as duas leituras e compare pares de um intervalo estável.

Ao medir uma peça pequena, a própria sonda muda o fluxo de calor. Considere a capacidade térmica do sensor e a condução de calor ao longo da haste e, antes de ganhar casas decimais, verifique se a sonda não está alterando a temperatura que você quer medir.

Quando a leitura oscila

Percorra as causas em ordem e mude uma condição por vez:

1. Salve a série temporal. Compare a temperatura do banho e o valor exibido ao longo do tempo. Um ciclo regular é uma pista para investigar o controle do aquecedor ou a agitação do banho.
2. Separe os testes. Faça os testes de posição separados dos testes que mudam as configurações de leitura na mesma posição. Se você muda várias coisas de uma vez e a leitura estabiliza, não vai saber o que resolveu nem como montar o teste da próxima vez.
3. Troque as posições. Com duas sondas, inverta a posição delas no banho. Ver se a diferença acompanha a posição ou a sonda ajuda a separar a distribuição de temperatura da diferença entre sondas.
4. Tire a média só de intervalos estáveis. Calcular a média de valores tomados durante uma rampa deixa os dígitos aparentemente estáveis, mas embaralha qual temperatura, em qual momento, eles representam.
5. Acompanhe os resultados no tempo. Compare resultados no mesmo ponto de referência ao longo dos meses. Se uma queda ou um reparo desloca a leitura, avalie sem esperar a próxima calibração programada e mantenha registros que permitam rastrear quais medições foram afetadas.

Checklist e perguntas para o fornecedor japonês

Use esta checklist ao receber do Japão um termômetro de quartzo, os dados dele ou um certificado JCSS:

• Resolução e exatidão (ou incerteza) aparecem como números separados
• Incerteza expandida, fator de abrangência k e probabilidade de abrangência informados para cada ponto de calibração (o certificado-modelo JCSS usa k = 2)
• Situação e escopo de acreditação do laboratório; símbolo JCSS e, se você precisa de reconhecimento internacional, a marca ilac-MRA
• Os pontos de calibração cobrem a sua faixa de trabalho
• O número de série da sonda no certificado bate com a sonda recebida
• O conjunto de coeficientes gravado no instrumento é dessa sonda
• Os resultados vêm como erro de indicação ou correção, com a convenção de sinal clara (erro de +0,02 °C = correção de −0,02 °C), e não só como "ajustado"
• Profundidade de imersão e tipo de banho usados na calibração
• Faixa com exatidão especificada x faixa de operação
• Tempo de resposta e as condições em que foi medido
• Intervalo de recalibração definido internamente (o certificado não define)
• Aceitação do certificado JCSS confirmada com a qualidade da planta e, se for o caso, com a montadora cliente

Se faltar algum item, um e-mail curto costuma resolver. O modelo abaixo está em inglês; adapte o idioma ao contato e troque as partes entre colchetes.

Limites deste guia

• Faixa, tempo de resposta, compatibilidade com campo magnético e exatidão dependem do modelo. Nada aqui é especificação comum a todos os termômetros de quartzo.
• Os números da HP são de 1965 e ilustram a distância entre resolução e exatidão; instrumentos atuais serão diferentes.
• O procedimento no banho descreve princípios, não um método validado de laboratório. Siga os procedimentos de calibração e de avaliação da incerteza do seu laboratório, feitos para atender à ABNT NBR ISO/IEC 17025, e os manuais do banho e das sondas.
• A aceitação de um certificado JCSS no seu sistema da qualidade ou pelo seu cliente depende dos requisitos deles. Confirme com eles.
• A resolução do termômetro sozinha não define o quão fino você consegue controlar a temperatura. Capacidade e posição do aquecedor, atraso térmico e o passo da saída de controle também contam, então projete medição e controle como um único sistema.

Perguntas frequentes

O termômetro de quartzo mede com exatidão de 0,0001 °C?

Não com base nesse número. O valor de 0,0001 °C é um exemplo de resolução, o tamanho do passo do display, e não garante um erro de 0,0001 °C. A exatidão é avaliada à parte, incluindo as correções da calibração, a sonda e a distribuição de temperatura ao redor dela, e não é o mesmo número.

Um relógio de quartzo comum pode virar termômetro?

Não. O cristal de relógio é projetado para manter a frequência estável como base de tempo. Sem a sensibilidade à temperatura e a calibração de um elemento sensor, ler o sinal de um relógio não dá uma medição de temperatura de precisão.

Termômetros de quartzo funcionam acima de 200 °C?

Depende do modelo e da sonda; não existe limite superior comum a todos. Para uso em alta temperatura, separe a faixa de operação da faixa com exatidão especificada e verifique a resistência térmica da bainha e da fiação.

Todo termômetro chamado de "quartzo" mede frequência?

Não. Um termômetro com tubo de proteção de quartzo fundido (vidro de quartzo) não é o mesmo que um que mede com ressonador de quartzo. Veja na especificação se o elemento sensor é um resistor de platina ou um ressonador de quartzo, em vez de ir pelo nome do produto.

O certificado JCSS tem prazo de validade?

Não. O NITE informa que os certificados JCSS não têm prazo de validade definido. O usuário decide quando recalibrar, conforme a frequência e o ambiente de uso. A própria ABNT NBR ISO/IEC 17025 não permite que o certificado recomende intervalo de calibração, exceto quando isso foi acordado com o cliente.

Fontes

• Termômetro de quartzo como padrão de calibração: Yokogawa Test & Measurement, medição de tensão e temperatura (em japonês)
• Ressonadores de quartzo em relógios: Epson, princípios e usos dos dispositivos de cristal (em japonês)
• Exemplo de sensibilidade (cerca de 1 kHz/K): Sociedade Japonesa de Propriedades Termofísicas, fundamentos da medição de temperatura (1989, em japonês)
• Corte LC, inclinação de 1.000 Hz/°C e especificações: Hewlett-Packard Journal, março de 1965, "The Linear Quartz Thermometer" (em inglês)
• OCXO: Nihon Dempa Kogyo (NDK), características do OCXO (em japonês)
• Validade do certificado JCSS, critérios de acreditação e marca ilac-MRA: NITE, perguntas frequentes sobre o JCSS (em japonês)
• Certificado-modelo JCSS (ISO/IEC 17025, MRA ILAC/APAC, k = 2): NITE IAJapan, certificado de calibração JCSS de exemplo (em inglês)
• Escolha do banho de calibração: Fluke, "Buying the Right Temperature Calibration Bath for Your Laboratory" (em inglês)
• Faixa da termometria de platina na ITS-90: NIST Technical Note 1265, "Guidelines for Realizing the ITS-90" (em inglês)
• Classes de tolerância da IEC 60751: JUMO, "Pt100 accuracy class" (em inglês)
• JIS C 1604:2013 e IEC 60751:2008: Japanese Standards Association, prévia da JIS C 1604:2013 (em japonês)