Co to jest nieliniowość i dokładność przetwornika ciśnienia? Definicja i wyjaśnienie na podstawie rozwiązań dostępnych na Automatyka24.pl
25.03.2025
Często, mówiąc o dokładności przetworników ciśnienia, odnosi się to tak naprawdę do nieliniowości odpowiedzi tych urządzeń. Choć są ze sobą powiązane, te pojęcia nie są tożsame i nie należy ich stosować zamiennie. Nieliniowość to tylko jeden z wielu czynników uwzględnianych przy obliczaniu dokładności przetwornika.
Co to jest nieliniowość?
Nieliniowość to największe odchylenie rzeczywistej odpowiedzi przetwornika ciśnienia od linii idealnej. Istnieją dwie główne metody pomiaru nieliniowości: metoda końcowa i metoda najlepszej prostej linii (BFSL). W pierwszej, linia odniesienia jest tworzona na podstawie rzeczywistych punktów: zerowego i pełnej skali, podczas gdy w metodzie BFSL odniesienie jest oparte na najbliższej możliwej linii, która trzyma się w określonym procencie odchylenia.
Nigdy nie znajdziemy przetwornika ciśnienia, który w pełni odwzorowuje idealną linię (zieloną). W rzeczywistości wynik zawsze przybiera postać drobnej krzywej (linii czerwonej).
Jak oblicza się dokładność przetwornika ciśnienia?
Dokładność przetwornika to maksymalne odchylenie rzeczywistej odpowiedzi od idealnej linii. Oprócz nieliniowości, należy wziąć pod uwagę inne czynniki:
- Przesunięcie zera
Przesunięcie zera to odchylenie między punktem zerowym linii idealnej a punktem zerowym krzywej charakterystycznej - Tolerancja zakresu
Tolerancja zakresu to odchylenie rzeczywistego zakresu od idealnego zakresu między punktem zerowym a punktem pełnej skali. Przesunięcie zakresu nie jest związane z przesunięciem zera i należy je do niego dodać. - Histereza
Histereza to opóźnienie między zmianą ciśnienia a odpowiadającą jej zmianą sygnału przetwornika ciśnienia. Jest to wskaźnik tego, jak szybko lub wolno przetwornik ciśnienia reaguje na zmiany sygnału wejściowego. - Niepowtarzalność
Niepowtarzalność to maksymalna różnica w sygnale przetwornika ciśnienia dla tego samego przyłożonego ciśnienia. Wskazuje, jak bardzo przetwornik powiela pomiary dla tego samego wejścia.
- Wpływ temperatury otoczenia
W zależności od miejsca zastosowania, przetworniki ciśnienia mogą być narażone na duże wahania temperatury otoczenia. Na przykład, jeśli przetwornik ciśnienia jest używany na zewnątrz, temperatura otoczenia może wahać się w szerokim zakresie, od -20°C do 60°C. W porównaniu do warunków laboratoryjnych, gdzie panuje stabilna i klimatyzowana temperatura, zmienność temperatury w zastosowaniach zewnętrznych może mieć istotny wpływ na dokładność pomiarów. - Wpływ ciśnienia statycznego
Innym parametrem, który należy wziąć pod uwagę, jest ciśnienie statyczne w procesie. W przypadku pomiaru różnicy ciśnień, im wyższe ciśnienie statyczne, tym bardziej pogarsza się dokładność. W przypadku czujników ciśnienia bezwzględnego i manometrycznych wpływ ciśnienia statycznego jest zerowy.
Wybór odpowiedniego przetwornika ciśnienia
Porównując przetworniki ciśnienia, warto rozróżnić dokładność od nieliniowości. Część producentów w swoich dokumentacjach podaje parametr nieliniowości, a dokładność nie jest podana wprost. Na przykład, przetwornik ciśnienia WIKA A-10 lub S-20 w swojej nazwie zawiera nieliniowość. Dokładność możemy określić przy pomocy karty katalogowej:
Nieco inaczej parametr dokładności jest prezentowany w programowalnym modelu D2610. Dokładność, która obejmuje całkowity błąd pomiarowy jest określona na 0,2% zakresu przetwornika w rozpiętości 20…100% zakresu. W związku z tym przetworniki firmy JSP – model D2610 – jest obecnie najbardziej dokładnym przetwornikiem magazynowanym przez Automatyka24.pl
Firma WIKA w swojej ofercie posiada również bardzo dokładnie przetworniki ciśnienia z dokładnością określoną wprost na 0,1% zakresu. Model P-30 sprosta nawet najbardziej wymagającym zastosowaniom przemysłowym czy laboratoryjnym.
