پارامترهای مهم یک سنسور

بازه اندازه گیری (Range):
بازه اندازه گیری یا محدوده کاری یک سنسور، محدوده ای است که سنسور در آن به خوبی کار می کند و می تواند پارامتر فرآیندی مورد نظرش را اندازه گیری کند. بازه اندازه گیری اختلاف بین بیشنه (Maximum Value) و کمینه (Minimum Value) پارامتر اندازه گیری شده می باشد. معمولا برای پیشگیری از خرابی تجهیز اندازه گیری، محدوده کاری مجاز آن را کمی بیشتر از مقدار ماکزیمم عملیاتی انتخاب می کنند. به عنوان مثال برای اندازه گیری فشار یک مخزن با فشار ۰ تا ۱۲بار دارد، از سنسور فشار ۰-۱۶بار استفاده می شود.

تکرار پذیری (Repeatability):
مقداراندازه گیری شده یک پارامتر در یک شرایط ثابت فرآیندی در دو اندازه گیری مستقل و جدا از هم را تکرار پذیری می گویند. به عبارت دیگر مقدار اندازه گیری شده یک پارامتر در دو بار آزمون مستقل در شرایط یکسان ( دما، فشار، چگالی و …) را تکرا پذیری می گویند. به عنوان مثال، یک فلومتر با تکرارپذیری ۰.۳% باید در دو اندازه گیری مستقل در یک فرآیند کاملا یکسان خروجی هایی با کمتر از ۰.۳% اختلاف با هم تولید کند.
X1: نتیجه آزمون اول
X2: نتیجه آزمون دوم
r: مقدار تکرارپذیری

x1-x2|< r|

دقت (Accuracy):
به هنگام اندازه گیری کمیت ها، هیچ چیز به اندازه دقت در اندازه گیری نیاز به مطالعه و بررسی دقیق ندارد. دقت اندازه گیری کمترین مقداری که یک دستگاه می تواند آن را اندازه بگیرد. معمولا سازنده ها دقت اندازه گیری یک تجهیز اندازه گیری مانند فلومتر را، بر مبنای درصد با محدوده ای از بالاترین رنج قابل اندازه گیری توسط فلومتر (URV) تعریف می نمایند.

نکته: تصویر زیر تفاوت بین دقت اندازه گیری و تکرار پذیری را نمایش می دهد. در صورتی که یک تجهیز ابزار دقیق مانند فلومتر مغناطیسی یا کنتور حجمی دارای تکرار پذیری مطلوبی داشته باشد، اما دقت اندازه گیری آن کم باشد؛ می توان با کالیبره کردن فلومتر، انحراف اندازه گیری را تصحیح و شرایط مطلوب را برای دستگاه اندازه گیر به وجود آورد. حال آنکه اگر، فلومتر دارایی تکرارپذیری پایین اما دقت بالا داشته باشد، این اشکال به راحتی قابل اصلاح نبوده و می تواند باعث مشکلات عدیده ای در اندازه گیری فرآیند های حساس گردد.

خطای اندازه گیری (Error):
اختلاف بین مقدار واقعی (Actual Value) و مقدار اندازه گیری شده را خطای اندازه گیری می نامند. خطاهای اندازه گیری را می توان در دو گروه عمده دسته بندی کرد:
– خطاهای تصادفی: خطاهایی که به طور طبیعی اتفاق می افتد و انتظار می رود با هر آزمایشی اتفاق بیفتند
– خطای سیستماتیک : ناشی از خطای دستگاه اندازه گیر( کالیبره نادرست تجهیزات)، خطای انسانی، روش آنالیز، محیط آزمایش نادرست می باشد. به این نوع خطاها خطاهای تجربی نیز نامیده می شوند.

خطی بودن(Linearity):
رابطه بین نمودار واقعی یک کمیت با مقدار خروجی تجهیز اندازه گیری، خطی بودن اندازه گیری تجهیز را نمایش می دهد. به عنوان مثال چنانچه نمودار رابطه بین فلو و خروجی فلومتر دارای شیب ثابتی باشد خط فلو واقعی (Actual Flow Value) و خروجی فلومتر (Sensor Flow Value) نشان دهنده خطی بودن اندازه گیری فلومتر خواهد بود.

ضریب تبدیل (Turndown Ratio):
ضریب تبدیل یا نرخ تبدیل، نسبت ماکزیمم مقدار اندازه گیری شده به کمینه آن می باشد. مقدار ماکزیمم فلو بر مقدار مینیمم فلو که یک فلومتر ضریب تبدیل آن فلومتر می باشد. نرخ تبدیل نمایانگر بازه ی اندازه گیری توسط یک فلومتر می باشد. هر چه قدر نرخ تبدیل بیشتر باشد، فلومتر بازه ی بزرگتری از فلو را پوشش می دهد. به عنوان مثال محدوده اندازه گیری حداقل برای یک فلومتر با محدوده اندازه گیری۵۰ تا ۱۰۰۰ متر مکعب بر ساعت دارای ضریب تبدیل ۲۰:۱، خواهد بود. به صورت معمول نرخ تبدیل در فلومتر های مختلف به صورت زیر می باشد:
روتامتر ها۱۰:۱
بافل پلیت ۵:۱
فلومترهای مغناطیسی ۱۱۰:۱
آلتراسونیک ۲۵۰:۱
توربین ۱۰:۱ تا ۲۰:۱
اریفیس ۵:۱ تا ۱۰:۱
جا به جایی مثبت ۱۰:۱ تا ۱۰۰:۱
ورتکس ۲۰:۱
کوریولیس ۸۰:۱

حد تفکیک(Resolution):
کمترین تغییرات در کمیت که می تواند توسط سنسور اندازه گیری شود را حد تفکیک می گویند. برای تعیین حد تفکیک مطلوب، باید رابطه صحیح بین کمیت موردنظر برای اندازه گیری و تجهیز اندازه گیر مشخص شود. به عنوان مثال برای اندازه گیری دمای فولاد مذاب که بیشتر از ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد حرارت دارد، حد تفکیک یک صدم درصد درجه سانتی گراد مورد نیاز نیست.

ثابت زمانی (Time Constant , Ʈ):
ثابت زمان، زمان پاسخ یک سیستم به ورودی واحد (پله – Step) به آن می باشد و از حرف Ʈ برای نمایش آن استفاده می شود.. معمولا با ثابت زمانی مشخص می شود. و عبارت است از مدت زمانی که یک سنسور نیاز دارد تا N درصد تغییر در کمیت مورد نظر برای اندازه گیری را تشخیص دهد. به عنوان مثال، برای یک سنسور فشار با زمان ثابت ۶۵، با تغییر فشار در یک مخزن از صفر به ده بار، مدت زمانی که سنسور لازم دارد تا به مقدار ۶.۵ بار( که همان ۶۵ درصد تغییر در فشار است) برسد را زمان ثابت می گویند.

زمان پاسخ (Response Time):
مدت زمانی که یک سنسور نیاز دارد تا تغییرات در کمیت موردنظر برای اندازه گیری را در خروجی خود اعمال نماید. به عنوان مثال، ، برای یک سنسور فشار با زمان پاسخ ۹۹.۳، با تغییر فشار در یک مخزن از صفر به ده بار، مدت زمانی که سنسور لازم دارد تا به مقدار ۹.۹۳ بار( که همان ۹۹.۳ درصد تغییر در فشار است) برسد را زمان پاسخ می گویند.


قابلیت تجدید(Reproducibility):
نزدیک بودن ارقام اندازه گیری شده توسط اشخاص مختلف، در مکان های مختلف با تجهیزات مختلف از یک کمیت با فرآیند یکسان را قابلیت تجدید می گویند. در واقع قابلیت تجدید معیاری از یکنواختی تجهیزات تولید شده توسط یک تولیدکننده است.

پایداری(Stability):
نزدیک بودن مقادیر اندازه گیری شده از یک کمیت در طولتنی مدت پس از کالیبراسیون و استفاده را پایداری گویند.
عموما تغییرات در پایداری ریشه در مستهلک شدن قطعات، کم شدن حساسیت، تغییر در مقدار نویز و… دارد/

حساسیت (Sensitivity):
عبارتست از نسبت تغییر خروجی سنسور به تغییر در متغیر اندازه گیری شده. در بسیاری از سنسورها، حساسیت اینگونه تعریف می شود: مقداری از تغییر در پارامتر ورودی که مورد نیاز است برای ساختن یک تغییر در خروجی استاندارد. به عنوان مثال حساسیت یک سنسور فشار می تواند ۱۰mV/mm Hg باشد.

هیسترزیس (Hysteresis):
بیانگر حداکثر تفاوت مقدار کمیت اندازه گیری شده در یک نقطه مشخص از محدوده اندازه گیری است، هنگامی که طی یک چرخه مشخص، آن کمیت موردنظر افزایش و کاهش می یابد. مقیاس هیسترزیس نیز معمولا به عنوان درصدی از FS بیان می شود.

قابلیت اطمینان(Reliability):
به توانایی سنسور در اندازه گیری صحیح کمیت تحت شرایط گوناگون را قابلیت اعتماد گویند.

باند مرده(Dead band):
به محدوده ای از کمیت موردنظر برای اندازه گیری که سنسور به آن حساسیت ندارد و تاثیری بر میزان خروجی سنسور ندارد گفته می شود.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.