[Series] Hiệu chuẩn thiết bị đo lường (P3) - Điều chỉnh Zero, Span thiết bị đo

Mục đích của việc hiệu chuẩn là chắn chắn rằng đầu vào và đầu ra của thiết bị đo chắc chắn tương đương nhau trong suốt toàn bộ phạm vi hoạt động. Chúng ta có thể biểu diễn nó dưới dạng đồ thị, nó cho thấy mối liên hệ giữa đầu vào và đầu ra của một thiết bị đo. Đối với đại đa phần các thiết bị đo trong công nghiệp thì đồ thị này là tuyến tính:

Cơ chế hiệu chuẩn hoạt động

Ở biểu đồ phía dưới ta thấy rằng ứng với giá trị % của đầu vào sẽ cho ra kết quả giá trị % đầu ra tương ứng, tất cả trong phạm vi từ 0% - 100%

Đồ thị tuyến tính hiệu chuẩn

Mọi thứ trở nên khó khăn hơn khi đầu vào và đầu ra được dùng 1 đơn vị đo khác "%". lấy ví dụ một bộ chuyển đổi áp suất (Pressure transmitter), một thiết bị được tạo ra để cảm nhận áp lực chất lưu và đầu ra là một tín hiệu điện tương ứng với áp suất đó. Dưới đây là đồ thị của một bộ biến đổi áp suất với dải đo đầu vào 0-100 psi và dải tín hiệu điện đầu ra là dòng điện một chiều 4-20mA:

Đồ thị bộ biến đổi áp suất

Điểm Zero áp suất không bằng với điểm 0 dòng điện dù rằng đồ thị vẫn tuyến tính. Điều này đc gọi là live zero, Vì 0% biến quá trình (ở đâu là áp suất) tương ứng với điểm khác 0 của tín hiệu điện (4mA được gọi là Live Zero) sở dĩ điểm zero của tín hiệu điện là 4 mA mà ko phải là 0 là vì để các bộ nhận, bộ hiển thị, điều khiển có thể biết được là thiết bị vẫn đang hoạt động hay không. 0 PSI áp suất là LVR (giá trị dưới của dải đo) của đầu vào Transmitter, nhưng mà LVR đầu ra Transmitter là 4mA chứ không phải là 0mA.

Bất cứ sự tuyến tính nào, hàm toán học luôn có dạng phương trình đường thẳng: y =mx+b

Ở đây,

y = là điểm trên trục tung của đồ thị

x = vị trí trên trục hoành của đồ thị

m = độ dốc của đường thẳng

b = điểm giao nhau giữa đường thẳng với trục tung

Nếu chúng ta để x đại diện cho áp suất đầu vào đơn vị là psi và y đại điện cho đầu ra dòng điện đơn vị mA, chúng ta có thể viết lại phương trình như sau: y =0.16x+4

Trên thiết bị đo thực tế (bộ chuyển đổi áp suất),có 2 điều chỉnh mà chúng khiến cho trạng thái phương trình của thiết bị đo trở nên lý tưởng. Một điều chỉnh được gọi là ZERO bên cạnh đó cái khác được gọi là SPAN. 2 điều chỉnh tương ứng chính xác cho b và m, điều kiện để của hàm tuyến tính. Điều chỉnh ZERO khiến cho điểm hàm của thiết bị đo di chuyển dọc trên trục tung của đồ thị (b) Trong khi điều chỉnh SPAN làm thay đổi độ dốc của hàm trên đồ thị (m). Bằng cách điều chỉnh cả ZERO và SPAN. Chúng ta có thể thiết lập thiết bị đo cho tất cả bất cứ dải đo nào nằm trong giơi hạn của nhà phát triển.

Cần lưu ý là đối với hầu hết thiết bị đo gần giống Analog, điều chỉnh ZERO và SPAN ảnh hưởng lẫn nhau. Bởi vì vậy, điều chỉnh cái này sẽ ảnh hưởng đến cái khác. Cụ thể là những đổi mới khi thực hiện điều chỉnh SPAN hầu như sau đó luôn làm thay đổi điểm ZERO 1 của thiết bị đo. Một thiết bị đo với sự điều chỉnh ZERO và SPAN ảnh hưởng lẫn nhau yêu cầu nhiều nổ lực để hiệu chuẩn thật chính xác, người ta phải biến đổi qua lại liên tiếp giữa điểm trên và dưới của dải đo nhiều lần để điều chỉnh.

Xem tiếp các bài viết cùng chuyên đề HIỆU CHUẨN THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG của http://tuvanthietbidiencongnghiep.blogspot.com/ phía dưới:

Hiệu chuẩn thiết bị đo lường (P1) - Liệt kê các khái niệm cơ bản

Hiệu chuẩn thiết bị đo lường (P2) - Hiệu chuẩn khác với thiết lập dải đo thế nào?

Hiệu chuẩn thiết bị đo lường (P3) - Điều chỉnh Zero, Span thiết bị đo lường