مقاله ها

اصول و مبانی ابزاردقیق: بخش سوم - ویژگی های استاتیکی مبدل ها (2)

مهندس احمدرضا تراکمه

10 دقیقه مطالعه

 در قسمت قبل، ویژگی های "صحت" و "قدرت تفکیک" مبدل مورد بررسی قرار گرفت. در این قسمت به بررسی دیگر ویژگی های استاتیکی مبدل ها پرداخته می شود.

 ویژگی تكرار پذيري (Repeatability) یا دقت (Precision) مبدل ها

اين كميت، مشخص كننده پراكندگي مقادير خروجي در اندازه‌گيري‌هاي متوالي يك مقدار از ورودي مي‌باشد.

تكرار پذيري به صورت­ های زير تعريف مي‌شود:

  • درصدی از اختلاف بزرگ ترین و کوچک ترین مقدار اندازه ­گیری شده نسبت به کل رنج اندازه­ گیری:

فرمول تکرارپذیری مبدلها

یا ...

  •  درصدی از اختلاف بزرگ ترین انحراف و مقدار میانگین نسبت به کل رنج اندازه­ گیری:

فرمول تکرار پذیری مبدلها

كه در آن “Largest deviation بزرگ ترين انحراف از مقدار متوسط است، چه بزرگ تر و يا كوچك تر از آن باشد.

 هنگام به کارگیری این کمیت، باید به این نکته توجه شود كه كارخانه سازنده، این کمیت را به چه نحوی محاسبه و ارائه نموده است.

لازم به ذکر است که اگر يك مبدل داراي صحت كافي نبوده ولي داراي تكرارپذيري قابل قبولی باشد، يعني دارای دامنه پراكندگي كوچك باشد، اين مبدل هنوز می­ تواند مفيد و قابل استفاده باشد. به این صورت که انحراف مبدل مي‌تواند به وسيله تنظيم صفر در پيش پردازنده‌هاي سيگنال حذف شده و مقادير واقعي از سنسور به دست بیاید.

به طور كلي، مبدل تكرارپذير حتي اگر داراي صحت كافي هم نباشد، هم چنان قابل استفاده است و نشان دهنده آن است که در مبدل ها، تكرارپذيري (Repeatability) و دقت (Precision) مفاهيم مشابهي دارند.

 


حتما بخوانید: اصول و مبانی مبدل ها


 

ویژگی هيسترزيس (Hysteresis) مبدل ها

هيسترزيس نيز ویژگی و يا نشان دهنده "تكرارپذيري دوباره" خروجي يك مبدل است. مقدار خاصی، ورودي در حالت افزايش ممكن است خروجي توليد كند كه با خروجي توليد شده با همان مقدار ورودي (اما در حالت كاهشي) اختلاف داشته باشد.

به همين دليل است كه معمولاً باید دو نوع اطلاعات كاليبراسيون افزايشي و كاهشي را به دست آورد.

به طور مثال به شکل زیر توجه نمایید. این شکل نمودار تغییرات ورودی و خروجی یک مبدل را نشان می ­دهد (مبدل وزن به ولتاژ). این نمودار با اندازه­ گیری مقادیر خروجی برای وروردی­ های مختلف در دو مرحله، یکی با افزایش وزن تا 100 کیلوگرم و سپس کاهش وزن تا صفر و ثبت خروجی به دست آمده است.

با توجه به شكل، در حالت افزايشي به ازای وزن 55 كيلوگرم، خروجي برابر mV85/9 (ميلي ولت) است. در حالي كه در حالت برگشت (كاهشي) در همين وزن، خروجي برابر mV80/11 (ميلي ولت) است.

نمودار هیسترزیس

 

برای محاسبه مقدار هیسترزیس به صورت زیر عمل می شود:

  •  ابتدا بايد اختلاف بين خروجي حالت كاهشي و افزايشي را براي هر نقطه از ورودي حساب نمود.
  •  سپس باید بزرگ ترين مقدار اين اختلاف­ ها، به فرم درصدي از انحراف كامل (Full Scale)، مشخص گردد.

فرمول محاسبه هیسترزیس

علت روی دادن وضعیت هيسترزيس، به خاطر ساختار فيزيكي مبدل است كه مقداري از ورودي‌هاي اعمال شده قبلي را به علت هيسترزيس خود حفظ مي‌كند. بنابراین در بررسی هیسترزیس یک مبدل، باید به نکات زیر توجه شود:

  • مقدار هيسترزيس به وجود آمده بستگي به دامنه ورودي‌هاي قبلي اعمال شده دارد.
  • در موقع تست يك مبدل، ابتدا بايد تمامي ورودي‌ها تا انحراف نهايي (ماکزيمم ورودي) را اعمال و سپس شروع به كاهش ورودي‌ها نماييم.
  • اگر مقدار ورودي‌‌هاي يك مبدل را تا به حد نهايي نرسانيم و شروع به كاهش نماييم مقدار هيسترزيس كم تري به دست مي‌آيد.
  • اگر مقدار ورودي‌ها با فاصله بيش تري اعمال شود نتيجه نامطلوبی گرفته خواهد شد.

 

در مقاله بعدی سه روش متداول  خط بودن مبدل ها بررسی می شود

 

➡️بخش بعدی:ویژگی های استاتیکی مبدل ها (3)

⬅️بخش قبلی: بررسی ویژگی های صحت و قدرت تفکیک مبدل ها

 

 

برچسب ها:

ویژگی استاتیکی مبدل و سنسورتکرارپذیری و دقت مبدل و سنسورتکرارپذیری و صحت مبدل و سنسورهیسترزیس مبدل و سنسور

دیدگاه شما