Известно, что нормирование (выпрямление характеристики) сигнала от сенсора в датчиках давления ОВЕН осуществляется в промышленном микроконтроллере внутри датчика. Обработка сигнала в цифровом виде позволяет корректировать его в широком диапазоне и независимо на разных участках обеспечивать температурную компенсацию.
В последнее время нас часто спрашивают про «разрешающую способность» ПД100 или, насколько маленькое изменение давления способен измерить и перевести в выходной сигнал датчик давления ОВЕН.
Попробуем описать процесс на примере последнего вопроса от клиента: способен ли ПД100-ДИ1,6-111-0,5 отличить давление 0,001 МПа от «нуля»?
Разрядность встроенного в микроконтроллер ПД100 Аналогово-Цифрового Преобразователя милливольтового сигнала от сенсора (далее АЦП) составляет 13-14 бит, а разрядность встроенного Цифро-Аналогового Преобразователя сигнала от микроконтроллера в 4-20 мА (далее ЦАП) составляет 11 бит. Берём меньшее из чисел 11 бит и вычисляем количество ОТСЧЁТОВ (участков, на которые разбивается выходной сигнал сенсора разрядностью АЦП / ЦАП). Это число равно 2 в 11 степени = 2048 отсчётов.
Полный набор отсчётов рассчитывается на штатное сопротивление шунта (выходного сопротивления ЦАП, переводящего вольтовый сигнал от ЦАП в 4-20 мА) равного 50 Ом. Но поскольку шунт создаёт отрицательное напряжение сдвига в нулевой точке, то чем шунт больше по номиналу, тем больше на нем это напряжение. При максимальном токе 20 мА и номинале шунта 50 Ом напряжение смещения настолько велико, что калибрующее датчик оборудование перестаёт его «видеть». Но ОВЕН идёт на разумный компромисс между точностью и технологической сложностью нормировщика датчика и использует шунт 28,7 Ом. Это решение уменьшает наш набор отсчётов до 2048 × 28,7 / 50 = 1175 отсчётов.
Кроме того, при калибровке с каждой стороны добавляется допуск в 5 % диапазона для сохранения линейности выходного сигнала в крайних точках измерения.
Полная шкала нормирования в нашем случае при диапазоне 0…1,6 МПа получается 1,6 × 1,1 = 0…1,76 МПа – таков реальный диапазон преобразования в «цифру» выходного аналогового сигнала сенсора.
Для того чтобы АЦП «зафиксировал изменение на величину 0,001 МПа на диапазоне 1,76 МПа», его дискретность должна составлять 1,76 / 0,001 = 1760 отчётов, а по факту у нас только 1175 отсчётов.
Вывод: отличить давление 0,001 МПа от 0,0 МПа датчик ПД100-ДИ1,6-ххх-х,х не способен.
Формула для расчёта разрешающей способности (дискретности) преобразователей давления ОВЕН ПД100(И): Дискретность = Диапазон × 1,1 / 1175 – это величина давления в МПа/кПа/Па, которую способен «различить» датчик, откалиброванный на «Диапазон».