В этой статье мы попробуем разобраться с одним из запутанных вопросов в измерении давления – взаимосвязи номинала сенсора, диапазона измерений датчика и возможностями перенастройки датчиков на другой диапазон.
Итак, начнём. Сначала определения.
Номинал сенсора – что это?
В самом распространённом тензометрическом способе измерения давления номинал зависит от толщины керамической или кремниевой пластинки, на которую напылён тензомост. Чем толще пластинка, тем бо’льший предел давления сенсор может регистрировать, но с тем меньшей точностью.
Диапазон измерений датчика
На сенсоре каждого номинала возможна сборка и калибровка датчиков давления на множество диапазонов измерения с пределами от 1:0,8 до 1:5 величины номинала. Например, на сенсоре номиналом 1,0 МПа можно калибровать датчики давления диапазонами от 0…1,2 до 0…0,2 МПа
Номиналы (т.н. «линейки номиналов») у каждого производителя свои.
У используемых ПО ОВЕН производителей они приведены ниже
(список по моделям датчиков, в которых сенсоры применяются в МПа):
ПД100-3х1 = 0,2 / 0,5 / 1,0 / 2,0 / 5,0 / 10,0
ПД100-1х1 = 0,035 / 0,07 / 0,1 / 0,5 / 1,0 / 3,0 / 10,0 / 16,0 / 35,0
ПД100И-1хх = 0,01 / 0,035 / 0,1 / 0,25 / 0,5 / 1,0 / 3,0
ПД100И-8хх = 0,001 / 0,006 / 0,01 / 0,016 / 0,025 / 0,04 / 0,06 / 0,1
ПД150 = 0,001 / 0,006 / 0,01 / 0,016 / 0,025 / 0,04 / 0,06 / 0,1
ПД200-ДД = 0,007 / 0,04 / 0,2 / 0,7 / 2,0
ПД200-ДИ = 0,0063 / 0,01 / 0,04 / 0,1 / 0,4 / 1,0 / 4,0 / 10,0
Диапазоны, на которые ПО ОВЕН калибрует свои датчики давления, прописаны в ГОСТ 22520-85 и представляют из себя ряды вот такого вида:
Избыточное давление (ДИ)
Давление разрежения – вакуумметрическое (ДВ)
Давление избыточно-вакуумметрическое (ДИВ)
У датчиков избыточного давления-разрежения (избыточно-вакуумметрическое) за счёт сдвига части диапазона ниже опорной точки «текущее атмосферное давление» цифры другие, при этом размеры диапазонов «по модулю» такие же:
Давление дифференциальное (ДД)
У датчиков разности давлений (Дифференциальное) ГОСТом рекомендуется следующий ряд:
В ОВЕН было принято решение, что если клиент имеет возможность перенастраивать датчик с кнопок на любой требуемый диапазон, то имеет смысл калибровать датчики при выпуске на диапазоны, максимально близкие к номиналам или прямо на номиналы.
Это, в настоящий момент, относится к линейке высокоточных датчиков ПД200, калибруемых на номиналы сенсоров и к линейке ПД100И-1Х5-ЖКИ, датчики которой после модернизации заметно улучшили стабильность и точность показаний.
В линейке ПД150, несмотря на возможность перенастройки диапазона с кнопок, по многочисленным просьбам клиентов сохранён ГОСТовский ряд выпускаемых диапазонов.
Также, идя навстречу клиентам, ОВЕН готов перенастраивать датчики "с кнопок" при производстве на Заводе 423. Для этого при заказе нужно выбрать модификацию [М04] «с заводской перенастройкой на диапазон заказчика».
Очевидно, что перенастраивать диапазон можно только в сторону уменьшения, в ином случае мы выходим за предел, в котором откалибрована погрешность.
Отметим, что при любой перенастройке диапазона в сторону уменьшения увеличивается основная приведенная погрешность, поскольку в её формуле измеряемый диапазон стоит в знаменателе, а вот основная абсолютная погрешность остаётся без изменений.
Существует ещё один экзотический способ перенастройки выходной характеристики датчика, называемый «подъём (коррекция) нуля». Он заключается в том, что точку 4 мА смещают внутрь диапазона относительно опорной точки калибровки.
У модели интеллектуальных датчиков ПД200-ДД существует ещё несколько вариантов нестандартной калибровки выходного сигнала по диапазону:
