بسیاری از مهندسان کارخانه سنسورهایی را برای اندازه گیری پارامترهای مهم فرآیند مانند جریان، سرعت، فشار و دما مشخص می کنند. این اندازهگیریها به آنها کمک میکند تا اطمینان حاصل کنند که سیستم کنترل فرآیند برای تنظیم شیرها، پمپها و سایر محرکها در کارخانه دارای عملکرد ایمن است. به منظور کالیبرهکردن سنسورها، ایجاد و حفظ صحت و دقت استاندارد های فیزیکی مورد نیاز برای بهینه سازی مناسب مهم است. برای مثال، جهت کالیبرهکردن سنسورهای دمای تماسی، یک حمام آب با کنترل دما یا یک حفرهی “چاه خشک” ( dry-well ) مورد نیاز است. برای کالیبرهکردن حسگرهای مادون قرمز، به یک حفرهی جسم سیاه ( blackbody cavity )، نیاز داریم. در این مقاله در مورد کالیبراسیون سنسور صحبت خواهیم کرد. با تابان کنترل دقیق همراه باشید.
چطور میتوان یک سنسور را کالیبره کرد؟
اولین چیزی که باید تصمیم بگیرید این است که مرجع کالیبراسیون شما چیست؟! این که سنسور خود را نسبت به چه چیزی کالیبره میکنید.
مراجع استاندارد
اگر نیاز به اندازه گیری داده ها با دقت خوبی از نظر یک واحد استاندارد داشته باشیم، باید یک مرجع استاندارد برای کالیبراسیون داشته باشیم. این مرجع استاندارد میتواند به 2 شکل زیر باشد:
1. یک سنسور کالیبره شده: اگر سنسوری دارید که می دانید نسبتا دقیق است، می توانید از آن به عنوان مرجع استفاده کنید و سنسور خود را با این سنسور مقایسه کنید. در بیشتر آزمایشگاه ها وسایلی وجود دارد که بر اساس استاندارد NIST کالیبره شده اند. این دستگاه ها دارای یک سری مستندات هستند که مراجعی برای کالیبره کردن دستگاه ارائه می دهند. علاوه بر آن اگر فاکتوری تصحیحی نیاز باشد که بر روی خروجی اعمال گردد نیز در این مستندات وجود دارد.
2. استفاده از یک مرجع فیزیکی استاندارد: در برخی موارد، مراجع استاندارد دقیق برای کالیبراسیون سنسورها مورد استفاده قرار می گیرد. به مثال های زیر توجه کنید:
- فاصله سنج ها: خط کش و متر
- سنسورهای دما: آب جوش – 100 درجه سانتی گراد در سطح دریا
- شتاب سنج ها : شتاب در سطح زمین معمولا برابر با 1G است.
چرا سنسورها به کالیبراسیون نیاز دارند؟
آزمایشگاه شامل سنسورهای مختلفی است که می توانند پارامترهای مورد نظر ما را تشخیص دهند. این سنسورها عبارتند از : سنسورهای دما، فشار، رطوبت، گاز و … برای اینکه این سنسورها بتوانند دقت کافی داشته باشند؛ باید کالیبره شود. لازم است بدانید که تمام سنسورهای تولید شده با نمونه های یکسان خود دارای تفاوت هایی هستند و البته داده های متفاوتی را ارائه می دهند. یکی از تفاوت های این دو سنسور ممکن است تفاوت در طراحی سنسور باشد. به همین دلیل، دو سنسور مشابه ممکن است در شرایط یکسان واکنش های متفاوتی از خود نشان دهند. توجه داشته باشید که پاسخ و نتایج برخی از سنسورها در طول زمان تغییر می کند. . بنابراین نیازمند کالیبراسیون دورهای می باشند.
برای مثال سنسورهای دما موجود در آزمایشگاه؛ کاربردهای زیادی دارند. به طور کلی تمامی تجهیزات برودتی و حرارتی از سنسورهای دما برای اندازه گیری استفاده می کنند. بنابراین، سنسورهای دما باید مانند هر ابزار دیگری که استفاده میشوند؛ برای افزایش دقت اندازه گیری، باید مرتباً کالیبره شوند. نکته اصلی این است که ابزارهایی با چندین سنسور دما; هر سنسور باید جداگانه کالیبره شود.
کلام آخر
در این مقاله به بررسی کالیبراسیون سنسورها پرداختیم. توجه به این نکته مهم است که اکثر کارخانه های فرآیند دارای برنامه های کالیبراسیون سنسور هستند و برخی تجهیزات نیاز به کالیبراسیون منظم دارند. کالیبراسیون می تواند زمان قابل توجهی را ببرد. به خصوص اگر دسترسی به دستگاه دشوار باشد یا به ابزارهای کالیبراسیون خاصی نیاز داشته باشد. شما میتوانید جهت مطالعه مطالب آموزنده بیشتر، به بخش وبلاگ وب سایت تابان کنترل دقیق مراجعه کنید.