دیتاشیت‌های تولید کنندگان ترانسمیترهای فشار معمولا شامل مشخصات فنی متفاوت در زمینه‌ی دقت و درستی هستند. از طرفی در اغلب موارد، تمام این اطلاعات مرتبط و مناسب نیست. در این مقاله توضیح می‌دهیم که چه زمان، چه اطلاعاتی را در نظر بگیرید. همچنین توضیح می‌دهیم که ترانسمیترهای فشار دارای پایداری طولانی مدت، پیش‌نیازی برای کاهش هزینه در کاربردهای پیچیده‌ی صنعتی هستند.
درستی = صحت + دقت
درستی در تکنولوژی اندازه‌گیری، شامل صحت و دقت می‌شود.
صحت، نزدیکی مقدار اندازه‌گیری شده به مقدار حقیقی است و دقت به معنی تکرارپذیری نتیجه اندازه‌گیری شده تحت شرایط یکسان است.
در نتیجه یک ابزار اندازه‌گیری دقیق، در هر اندازه‌گیری، مقدار مشابهی را نمایش می‌دهد. این مقدار ممکن است درست یا نادرست باشد. تنها اگر این مقدار درست باشد، عملکرد آن ابزار صحیح و درست است. در نتیجه یک ابزار درست، باید صحت و دقت را به طور همزمان داشته باشد.
هر زمان که درستی مقدار اندازه‌گیری شده مطرح شود، منظور حداکثر انحراف مقدار اندازه‌گیری شده از مقدار واقعی است که به شکل درصدی از کل بازه‌ی اندازه‌گیری بیان می‌شود. این حداکثر انحراف مجاز مقدار اندازه‌گیری شده، عدم قطعیتی است که یک مقدار اندازه‌گیری شده تحت تاثیر آن قرار می‌گیرد. به این دلیل، عبارت «عدم قطعیت اندازه‌گیری» یا «عدم قطعیت مقدار اندازه‌گیری شده» معمولا استفاده می‌شود.
دما روی مقدار اندازه‌گیری شده تاثیر می‌گذارد
عوامل خارجی مختلفی روی مقدار اندازه‌گیری شده تاثیرگذار هستند. این عوامل موثر در عدم قطعیت اندازه‌گیری، در یک دیتاشیت به شکل جداگانه بررسی می‌شوند.
در ترانسمیترهای فشار، دما عامل اصلی موثر بر درستی اندازه‌گیری در کنار عدم قطعیت اندازه‌گیری واقعی فشار است.
برای سادگی بیشتر، یک درستی ابتدایی در دمای اتاق (معمولا 20 تا 25 درجه سلسیوس) در نظر گرفته می‌شود. به علاوه، خطاهای ایجاد شده تحت دماهای بالاتر یا پایین‌تر نیز نمایش داده می‌شود. این خطا معمولا به شکل درصد انحراف در هر 10 کلوین نمایش داده می‌شود.
هم دمای محیط و هم دمای سیال تاثیر قابل توجهی روی مقدار اندازه‌گیری شده دارد. اگر تنها از یک ترانسمیتر در دمایی تقریبا نزدیک به دمای اتاق استفاده شود، تاثیر دمایی را می‌توان نادیده گرفت.
انحراف مقدار اندازه‌گیری شده در دمای اتاق
در دمای اتاق، علاوه بر غیر خطی بودن و هیسترزیس (که معمولا هر دو در یک مقدار به نام NLH ادغام می‌شوند)، مهم‌ترین مشخصات، انحراف نقطه صفر و انحراف مقدار نهایی است.
این انحراف‌ها در انحراف مقدار اندازه‌گیری شده در دمای اتاق (که معمولا به آن درستی در 25 درجه سلسیوس گفته می‌شود) خلاصه می‌شوند – جمع زده نمی‌شوند –.
اگر در یک کاربرد قبل از عملیات واقعی، مقدار اندازه‌گیری شده توسط ترانسمیتر فشار در سیستم کنترل، ، روی صفر تنظیم شود، تنها NLH است که در عمل با عملکرد ماشین مرتبط است.
به این دلیل که صفر کردن، خطای نقطه صفر – و همینطور بخش بزرگی از انحراف مقدار نهایی – را برای این کاربرد خاص، از بین می‌برد. به طور مثال، این حالت برای زمانی است که فشار پمپ مانیتورینگ شود و تمام مقادیر اندازه‌گیری شده موقع روشن شدن، در سیستم کنترل روی صفر تنظیم شود – البته به این شرط که فشار پمپ همیشه در هنگام روشن شدن و استارت سیستم، صفر بار باشد.
تنها NLH قطعی است: برای کنترل ماشین با تغییرات فشار
اگر تغییر فشار به تنهایی برای سیستم کنترل ماشین مورد نیاز باشد، در این صورت NLH به تنهایی قطعی است.
در سیستم‌های کنترل هیدرولیک (یا پمپ‌ها)، زمانی که انحراف مشخصی از نقطه تنظیم رخ دهد، باید عمل خاصی انجام یا فعال شود؛ به طور مثال، روشن کردن دوباره پمپ یا باز کردن شیر برای حفظ فشار وارد شده در یک بازه‌ای که به دقت بر آن نظارت می‌شود.
در نتیجه، فشار موثر در حالت مطلوب – به طور مثال اینکه 10.0 بار باشد یا 9.98 – از نظر اهمیت، در رتبه‌ی دوم است، چرا که در زمان راه‌اندازی، اکثر ماشین‌ها به شکل منفرد برای پارامترهای اساسی خاص تنظیم می‌شوند. در نتیجه، تنها دقت – که در واقع NLH است که شامل تکثیرپذیری هم هست – نقش مهمی ایفا می‌کند. صحت مطلق از نظر اهمیت، در رتبه دوم قرار دارد.
در اکثر موارد دیگر که علاوه بر دقت، درستی نیز مورد نیاز است، انحراف صفر و مقیاس کامل (full scale) و همچنین NLH مرتبط هستند. در این روش، مشخص کردن انحراف مقدار اندازه‌گیری شده در دمای اتاق تاثیرگذار خواهد بود.
دما روی انحراف مقدار اندازه‌گیری شده تاثیر می‌گذارد: اثر افست و هیسترزیس
خطاهایی که به دلیل دما ایجاد می‌شوند مشابه هستند: اگر ترانسمیتر بعد از رسیدن به یک دمای عملیاتی استاتیک در سیستم کنترلی روی صفر تنظیم شود، یا – اتفاقی که معمول‌تر است – اگر مساله فقط کنترل انحراف از نقطه تنظیم در شرایط یکسان، مثلا در هنگام راه‌اندازی، باشد، خطای دمای ترانسمیتر از نظر اهمیت، در رتبه دوم خواهد بود.
انحراف مقدار اندازه‌گیری شده‌ی ترانسمیتر فشار، به خاطر تاثیر دما نیز به دو اثر افست و هیسترزیس تقسیم می‌شود. برای شرایط دمایی غیر استاتیک در یک کاربرد، حداقل اثرات هیسترزیس همیشه مرتبط و مهم است. در هنگام انتخاب محصول، باید این مساله را در نظر گرفت که دما روی اندازه‌گیری فشار تاثیر می‌گذارد یا خیر و باید جبران دمایی انجام شود یا خیر. به این دلیل که تاثیر جبران دما روی یک ترانسمیتر فشار، به معنی افزایش هزینه‌های تولید است، که باعث می‌شود قیمت محصول بالاتر برود.
اندازه‌گیری مقدار دقیق فشار: باند خطای کل
اگر قرار باشد که مقدار دقیق فشار در یک کاربرد اندازه‌گیری شود – به طور مثال، در هنگام مانیتورینگ بار که نیروهای موثر باید نزدیک به هم باشند و همچنین این کار باید در شرایط دمایی متفاوت انجام شود – باند خطای کل (یا TEB) تعیین‌کننده است.
تمام انحرافات منفرد، اینجا با هم ترکیب می‌شوند. با افزایش خطای کل به دلیل افزایش انحراف از دمای اتاق، این مشخصات معمولا در دیتاشیت‌ها با ارجاع به مقادیر نهایی بازه‌ی دمایی جبران‌شده نمایش داده می‌شوند. از طرف دیگر، نشانه‌ی خطای کل از طریق منحنی دمای عملیاتی در یک تصویر نمایش داده می‌شود.
عوامل موثر روی پایداری درازمدت: فرسودگی، محیط عملیاتی و غیره
تمام مشخصاتی که تولیدکنندگان ارائه می‌کنند، مربوط به شرایط قبل از کار است.
هر چقدر یک ترانسمیتر فشار بیشتر و برای مدت طولانی‌تری مورد استفاده قرار بگیرد، انحراف مقادیر اندازه‌گیری شده بیشتر می‌شود.
دلیل این مساله فرسودگی، تخریب و استهلاک مواد سازنده است. این فرآیند منحصر به هر وسیله بوده و به طور کلی به شرایط فرآیند، تکنولوژی به کار گرفته شده در سنسور، طراحی و کیفیت کلی ترانسمیتر بستگی دارد.
در برخی از محصولات با گذر زمان، این انحرافات در اندازه‌گیری نشانه و علامت چندانی ندارد اما در برخی از محصولات این انحراف تقریبا خطی بوده و حتی با گذر چندین سال از کارکرد دستگاه، انحرافات در مقادیر اندازه‌گیری‌شده به شکل تصاعدی بیشتر و بیشتر می‌شود.
به خصوص افزایش دما، اثر خود را به شکل قابل توجهی روی پایداری درازمدت نشان می‌دهد.
به طور مثال، اگر یک ترانسمیتر فشار قبل از شروع به کار، مقدار درستی برابر با 0.3 داشته باشد – حتی با نرخ پایین افت، همچون سالی 0.1 درصد – ممکن است بعد از 4 تا 5 سال دیگر قابل استفاده نباشد.
در سیستم‌ها و ماشین‌های گران‌قیمت و با کیفیت، عمر مفید و پایداری درازمدت ترانسمیتر فشار باید به طور خاصی بالا باشد. چون وقفه و توقف در عملیات – یا حتی یک شکست عملیاتی – فورا به هزینه‌هایی هنگفت منتهی می‌شود.
به همین دلیل، باید ترانسمیتر فشاری انتخاب شود که حفظ درستی و صحت، تا چندین سال تضمین شود. در نتیجه صرفه‌جویی در هزینه‌ها، در هنگام تهیه‌ی ترانسمیترهای فشار، یک استراتژی کوته‌بینانه است.