DMCA.com Protection Status

Hiệu chuẩn cảm biến là gì

Hiệu chuẩn cảm biến là gì

Hiệu chuẩn cảm biến là gì

Tại sao hiệu chuẩn lại quan trọng? Khi các kỹ sư thiết kế các nhà máy quy trình hiện đại. Họ chỉ định các cảm biến để đo các biến quy trình quan trọng. Chẳng hạn như lưu lượng, mức, áp suất và nhiệt độ.

Các phép đo này được sử dụng để giúp hệ thống điều khiển quá trình điều chỉnh van, máy bơm. Và các thiết bị truyền động khác trong nhà máy để duy trì các giá trị thích hợp của các đại lượng này và đảm bảo vận hành an toàn.

Vậy làm thế nào để một nhà máy duy trì hoạt động của các cảm biến này để đảm bảo rằng giá trị thực của quá trình được cảm nhận và chuyển đến hệ thống điều khiển?

Trong bài viết này, bạn sẽ biết rằng câu trả lời cho câu hỏi đó là: “Hiệu chỉnh cảm biến”.

Hiệu chuẩn cảm biến là việc điều chỉnh hoặc tập hợp các điều chỉnh. Được thực hiện trên cảm biến hoặc thiết bị để làm cho thiết bị đó hoạt động chính xác hoặc không có lỗi nhất có thể. Đây là một số ưu điểm của hiệu chuẩn.

1. Lỗi trong phép đo cảm biến

Sai số chỉ đơn giản là sự khác biệt đại số giữa chỉ báo và giá trị thực của biến được đo. Sai số trong phép đo cảm biến có thể do nhiều yếu tố gây ra.

1.1. Lỗi do tham chiếu 0 không đúng

Đầu tiên, công cụ có thể không có tham chiếu 0 thích hợp.

Cảm biến và máy phát hiện đại là các thiết bị điện tử và điện áp tham chiếu. Hoặc tín hiệu có thể thay đổi theo thời gian do nhiệt độ, áp suất hoặc sự thay đổi trong điều kiện môi trường xung quanh.

Hiệu chuẩn cảm biến là gì

1.2. Lỗi do sự thay đổi trong phạm vi của cảm biến

Thứ hai, “phạm vi của cảm biến” có thể thay đổi do các điều kiện tương tự vừa được lưu ý. Hoặc có thể phạm vi hoạt động của quy trình đã thay đổi.

Ví dụ: một quy trình hiện có thể hoạt động trong phạm vi từ 0 đến 200 pound trên inch vuông (PSI). Nhưng những thay đổi trong hoạt động sẽ yêu cầu nó chạy trong phạm vi từ 0 đến 500 pound trên inch vuông (PSI).

Hiệu chuẩn cảm biến

1.3. Lỗi do mài mòn hoặc hư hỏng cơ học

Thứ ba, lỗi trong đo lường cảm biến có thể xảy ra do mài mòn cơ học hoặc hư hỏng. Thông thường, loại lỗi này sẽ phải sửa chữa hoặc thay thế thiết bị.

Hiệu chuẩn cảm biến

Lỗi không mong muốn, vì hệ thống điều khiển sẽ không có dữ liệu chính xác để từ đó đưa ra quyết định điều khiển. Chẳng hạn như điều chỉnh đầu ra của van điều khiển hoặc cài đặt tốc độ của bơm cấp liệu.

Nếu hiệu chuẩn quá xa so với các điều kiện quy trình chính xác, sự an toàn của quy trình có thể bị ảnh hưởng.

Hiệu chuẩn cảm biến

Nếu tôi là một kỹ sư thiết bị hoặc vận hành trong một nhà máy. Tôi cần mọi thiết bị phải có hiệu chuẩn thích hợp.

Hiệu chuẩn thích hợp sẽ mang lại các phép đo chính xác. Do đó, giúp kiểm soát tốt quá trình.

Khi kiểm soát tốt được thực hiện, thì quy trình có cơ hội tốt nhất để chạy một cách hiệu quả và an toàn.

2. Hiệu chỉnh cảm biến

Hầu hết các nhà máy quy trình hiện đại đều có các chương trình hiệu chuẩn cảm biến. Các chương trình này yêu cầu các thiết bị phải được hiệu chuẩn định kỳ.

Việc hiệu chuẩn có thể mất một khoảng thời gian đáng kể. Đặc biệt nếu thiết bị khó tiếp cận hoặc yêu cầu các công cụ đặc biệt.

2.1. Kiểm tra “Như đã tìm thấy” là gì?

Để giảm thiểu lượng thời gian cần thiết để thực hiện hiệu chuẩn cảm biến. Trước tiên tôi sẽ thực hiện kiểm tra “như đã tìm thấy” trên thiết bị. Điều này chỉ đơn giản là thực hiện hiệu chuẩn trước khi thực hiện bất kỳ điều chỉnh nào.

Nếu hiệu chuẩn thiết bị hiện tại được phát hiện nằm trong dung sai đã nêu đối với thiết bị, thì không cần phải hiệu chuẩn lại.

Hiệu chuẩn cảm biến

2.2. Làm thế nào để hoàn thiện một tấm séc “Như đã tìm thấy” hoặc “Năm điểm”

Để thực hiện kiểm tra “như đã tìm thấy”, một công cụ chính xác. Và chính xác được sử dụng để phát triển các tín hiệu quá trình tương ứng với 0%, 25%, 50%, 75% và 100% phạm vi quá trình của máy phát.

Đầu ra máy phát tương ứng, tính bằng miliampe, được quan sát và ghi lại. Đây được gọi là séc “Năm điểm”.

Hiệu chuẩn cảm biến

Sau đó, để kiểm tra độ trễ, một hiện tượng trong đó đầu ra cảm biến cho một giá trị quá trình khác với ‘thang đo giảm’ khi nó đang ‘nâng cấp’. Các tín hiệu đầu ra tương ứng với 100%, 75%, 50%, 25%, và 0% theo thứ tự được ghi lại.

Hiệu chuẩn cảm biến

2.3. Cách tính toán độ lệch (lỗi) của cảm biến

Sự sai lệch ở mỗi điểm kiểm tra được tính toán và so sánh với độ lệch tối đa cho phép của thiết bị.

Nếu độ lệch lớn hơn mức tối đa cho phép thì thực hiện hiệu chuẩn toàn bộ.

Nếu độ lệch nhỏ hơn mức tối đa cho phép thì không cần hiệu chuẩn cảm biến.

Hiệu chuẩn cảm biến

Giả sử rằng dung sai sai lệch tối đa là 0,5%.

Sử dụng dữ liệu từ bảng hiệu chuẩn. Chúng tôi thấy từ biểu đồ rằng các độ lệch đều nhỏ hơn độ lệch tối đa cho phép là 0,5%.

Do đó, không cần hiệu chuẩn bổ sung.

Hiệu chuẩn cảm biến

Bây giờ giả sử rằng dung sai sai lệch tối đa là 0,20%.

Sử dụng dữ liệu từ bảng hiệu chuẩn. Chúng tôi thấy từ biểu đồ rằng một số độ lệch lớn hơn. Độ lệch tối đa cho phép là 0,20%.

Vì vậy,một cảm biến hiệu chuẩn là bắt buộc.

Hiệu chuẩn cảm biến

2.4. Cách thực hiện hiệu chuẩn cảm biến

Để hiệu chỉnh, chúng ta cần một bộ mô phỏng quá trình rất chính xác. Trong trường hợp này là một nguồn cung cấp áp suất. Được kết nối với phía quá trình của máy phát.

Một đồng hồ đo dòng điện được gắn vào đầu ra để đo đầu ra 4-20mA của máy phát. Lý tưởng nhất là sử dụng thiết bị mô phỏng. Và đồng hồ đo dòng điện được hiệu chuẩn bởi Viện Tiêu chuẩn và Thử nghiệm Quốc gia. Trong thực tế, chúng ta có thể sử dụng đồng hồ đo quá trình. Và mô-đun đầu vào áp suất rất chính xác.

Cách hiệu chuẩn cảm biến

2.4.1. Hiệu chuẩn cảm biến tương tự  (Điều chỉnh Zero và Span)

Nếu chúng ta có một máy phát tương tự. Chúng ta phải điều chỉnh zero và span để giảm sai số đo. Với bộ phát analog, có một điều chỉnh ZERO và SPAN trên chính bộ phát.

Điều chỉnh 0 được thực hiện để di chuyển đầu ra đến chính xác 4 miliampe. Khi áp dụng phép đo quá trình 0% cho máy phát và điều chỉnh. Khoảng cách được thực hiện để di chuyển đầu ra đến chính xác 20 miliampe khi áp dụng phép đo quá trình 100%.

Cách hiệu chuẩn cảm biến

Thật không may, với máy phát tương tự, các điều chỉnh khoảng không và khoảng tương tác. Nghĩa là, điều chỉnh cái này di chuyển cái kia. Do đó, hiệu chuẩn là một quá trình lặp đi lặp lại để đặt số không và khoảng cách. Nhưng thường chỉ cần 2 đến 3 lần lặp.

2.4.2. Hiệu chuẩn cảm biến kỹ thuật số (Trim cảm biến và đầu ra)

Với bộ phát kỹ thuật số. Chúng ta có thể điều chỉnh tín hiệu cảm biến đến bằng cách điều chỉnh đầu ra của bộ chuyển đổi Analog sang Digital. Được gọi là “sensor trim”. Hoặc đầu vào của bộ chuyển Digital sang Analog trong mạch đầu ra. Được gọi là “4 -20mA trim ”hoặc“ cắt đầu ra ”.

2.4.3. Sau khi hiệu chuẩn

Sau khi hiệu chuẩn, các lỗi được lập biểu đồ một lần nữa. Đối với các giá trị “như đã tìm thấy”, có một số mức độ trễ. Tuy nhiên, độ lệch tối đa đã được giảm từ 0,38% xuống 0,18%, nằm trong mức dung sai 0,20%.

Cách hiệu chuẩn cảm biến

Trong phần này, bạn đã học được tầm quan trọng của việc hiệu chuẩn cảm biến của tín hiệu đo.

Hiệu chuẩn là việc điều chỉnh hoặc tập hợp các điều chỉnh được thực hiện trên cảm biến. Hoặc thiết bị để làm cho thiết bị đó hoạt động chính xác hoặc không có lỗi, càng tốt.

Hiệu chuẩn cảm biến thích hợp sẽ mang lại các phép đo chính xác. Do đó, giúp kiểm soát tốt quá trình. Khi kiểm soát tốt được thực hiện; thì quy trình có cơ hội tốt nhất để chạy một cách hiệu quả và an toàn.

Bài viết tham khảo : Cách đấu dây mortor 3 pha