Кто не без погрешности? Все о точности датчиков давления ЭМИС-БАР
Точность вежливость королей и долг всех… производителей КИПиА. Именно так можно перефразировать известную фразу для отрасли приборостроения. Погрешность и точность прибора – основные характеристики, которые напрямую влияют на его качество, а значит, на весь технологический процесс, в котором участвует устройство. Почему точность измерений датчиков давления ЭМИС-БАР превосходит мировые образцы - рассмотрим в нашем материале.
У любого измерения есть погрешность
Сложность любого физического измерения состоит в том, что его невозможно произвести абсолютно точно, потому что в нашем мире все относительно и нет ничего идеального. Например, такая величина как длина теряет смысл, когда предмет или объект рассматривается на атомном уровне, где не существует четких границ. Или как измерить точный объем жидкости или газа, не имеющих собственных форм? К тому же на практике на измерительные устройства во время работы всегда действуют различные факторы – температура, давление, вибрация, электромагнитные помехи и тд, что тоже влияет на полученные результаты.
Поэтому в метрологии – науке об измерениях, введено понятие погрешности (разности между измеренным и действительным значением) и точности (случайный разброс измеренных значений вокруг их среднего). Важно понимать, что эти характеристики не являются синонимами. Вполне возможно, что измерение является очень точным, но имеющим погрешность. Или, наоборот, с малой погрешностью, но не совсем точное. В целом, измерение считается достоверным, если оно точное и с малой погрешностью.
Однако с погрешностью тоже не все так просто. Есть погрешность измерения, а есть - погрешность прибора. Первая характеризует методику (метод) измерений, а вторая – техническое устройство. Естественно, что качество инструмента напрямую влияет на достоверность результатов измерения. Поэтому мы поговорим о погрешности контрольно-измерительных приборов, а точнее – преобразователей давления ЭМИС-БАР.
Что такое датчик давления ЭМИС-БАР
Но прежде чем говорить о погрешности, необходимо знать принцип работы, устройства и характеристики прибора КИПиА.
Датчик давления предназначен для мониторинга давления в жидкой либо газообразной среде с передачей сигнала о полученных измерениях на соответствующее оборудование. Это необходимо для своевременной корректировки параметров различных технологических процессов и обеспечения безаварийной работы оборудования. Востребован на предприятиях любой промышленной отрасли.
ЭМИС-БАР – это компактное устройство, которое состоит из преобразователя давления и электронного блока. Преобразователь давления защищен от измеряемой среды посредством коррозионно-стойкой мембраны.
Принцип работы ЭМИС-БАР основан на пьезорезистивном методе измерения давления, в котором в качестве измерительного элемента используется мост Уитстона (электрическая схема для измерения электрического сопротивления) на кремниевой основе. Данное устройство минимально расширяется под действием давления, что меняет электрическое сопротивление и разность потенциалов на его выходах.
После двойного преобразования электронным блоком аналогоцифрового-цифроаналогового сигнала, токовый сигнал на выходе датчика пропорционален изменению давления рабочей среды, что и фиксируется на ЖК-дисплее. Пьезорезистивные датчики давления отличаются своей чувствительностью, что позволяет измерять даже малейшие изменения давления. Устройства проводят измерение относительно разных точек нуля - абсолютное относительно вакуума, избыточное к давлению окружающей среды и дифференциальное относительно другого давления.
Отметим, что основным преимуществом пьезорезистивных датчиков является:
- высокая стабильность характеристик
- устойчивость к ударным нагрузкам и вибрациям
- высокая точность
- возможность измерять давление различных агрессивных сред
Поведение пьезорезистивного преобразователя давления изменяется в соответствии с температурой, поэтому здесь существуют ограничения. Рабочая температура датчика давления ЭМИС-Бар не должна превышать +120С, окружающей среды - +85С.
Классификация погрешности измерения
Погрешность измерения для каждого датчика указывается в сопроводительной документации (паспорт, инструкция по эксплуатации, методика поверки), которая поставляется вместе с данным датчиком.
По форме представления погрешности делятся на абсолютную, относительную и приведенную
Абсолютная погрешность (Δ) – это разница между измеренной датчиком величиной Хизм и действительным значением Хд этой величины (значение близкое к истинному, найденное экспериментальным путем)
Δ = Хизм – Хд
Абсолютная погрешность выражается в тех же единицах измерения, что и измеряемая величина (например, в м3/ч, мА, МПа и т.п.).
Относительная погрешность (δ) – это отношение абсолютной погрешности измерения Δ к действительному значению Хд измеряемой величины. Выражается в процентах.
δ = ± Δ/ Хд*100%
Приведенная погрешность (γ) – это отношение абсолютной погрешности измерения Δ к нормирующему значению Хn, постоянному во всем диапазоне измерения или его части. Проще говоря – отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению шкалы датчика.
γ = ± Δ/ Хn*100%
Нормирующее значение Хn зависит от типа шкалы прибора КИП. В целом основная приведенная погрешность складывается из погрешности измерения, погрешности от нелинейности, от гистерезиса (разности показаний при одном и том же значении измеряемого давления), погрешности калибровки, погрешности временной нестабильности из-за старения чувствительного элемента. Дополнительная погрешность может быть вызвана изменением температуры среды, напряжением питания и сопротивления нагрузки. Точность измерения равна сумме основной приведенной погрешности и дополнительной погрешности.
Чтобы описать погрешность датчика давления достаточно основной приведенной и дополнительной погрешности.
Основная приведенная погрешность датчиков давления ЭМИС–БАР составляет ±0,04% в диапазоне температур -60..+85. Это уровень лучших мировых образцов. Таких показателей удалось добиться за счет пьезорезистивного преобразователя давления и конструктива датчика. Датчик давления ЭМИС-БАР известен своей высокоточностью, стабильностью и надежностью. А значит, является лучшим выбором для контроля технологического процесса.
Рабочий диапазон температур измеряемой среды для датчиков давления от минус 40° до плюс 120°С для моделей датчиков 105, 113, 133, 143, 153, 163, 164, 193, и от минус 60° до плюс 120°С для моделей 103 и 123. Для моделей 173…188 диапазон температуры зависит от рабочей температуры заполняющей жидкости капиллярных линий. Датчики устойчивы к воздействию относительной влажности воздуха 95±5% при плюс 35°С и более низких температурах с конденсацией влаги. По устойчивости к воздействию климатических факторов внешней среды датчики давления соответствуют климатическому исполнению УХЛ1Т1 (умеренный и холодный климат) или ОМ1 (тропический и умеренно-холодный морской климат) в случае поставки на морские суда по ГОСТ 15150.
Погрешность датчиков давления ЭМИС-БАР – то, что метролог прописал!
