¿Error total o precisión?
El tema de la precisión suele ser la consideración principal para los usuarios finales al comprar un transmisor de presión. Se trata de una variedad de terminología relevante para la precisión, que ya hemos explicado aquí . La precisión, sin embargo, es solo un aspecto parcial de otro concepto, el error total, que también aparece en las hojas de datos de los transmisores de presión. A continuación, explicaremos cómo debe entenderse esta designación en las hojas de datos y qué papel debe desempeñar en la selección del sensor de presión adecuado.
En primer lugar, se puede afirmar que la precisión no proporciona información sobre el error total. Esto depende de varios factores, como en qué condiciones se utiliza realmente el sensor de presión. Podemos ver en la Figura 1 los tres aspectos en los que se compone el error total: Errores ajustables, precisión y efectos térmicos.
Figura 1: Orígenes del error total
Como vemos en la ilustración anterior, el aspecto parcial del error ajustable consiste en el punto cero y los errores de tramo. La designación ‘error ajustable’ resulta del hecho de que los errores de punto cero y de tramo pueden identificarse y ajustarse fácilmente. Por lo tanto, estos son errores con los que los usuarios no necesitan vivir y, de hecho, ambos ya se han corregido de fábrica en sensores de presión de fabricación STS.
La estabilidad a largo plazo, también conocida como error a largo plazo o deriva a largo plazo, es la causa de los errores de punto cero y rango durante la operación. Esto significa que estos dos errores ajustables pueden reaparecer o incluso “empeorar” después de un uso prolongado del sensor. Por medio de la calibración y el ajuste posterior, esta deriva a largo plazo se puede corregir nuevamente. Lea más sobre calibración y ajuste aquí.
Exactitud
El aspecto parcial de la precisión también aparece en las hojas de datos bajo el término “desviación de la curva característica”. Esta falta de claridad conceptual se reduce al hecho de que el término “precisión” en sí mismo no está sujeto a ningún estándar definido por ley.
El término abarca los errores de no linealidad, histéresis (presión) y no repetibilidad (ver Figura 2). La no repetibilidad describe las desviaciones observadas cuando se aplica una presión varias veces consecutivas. La histéresis se refiere al hecho de que las señales de salida pueden diferir exactamente a la misma presión cuando se aborda desde una dirección “ascendente” y “descendente”. Ambos factores, sin embargo, son muy menores en los transductores de presión piezorresistivos.
La mayor influencia en la precisión y, por tanto, también en el error total, se reduce a la no linealidad. Esta es la mayor desviación positiva o negativa de la curva característica de una línea de referencia a presión creciente y decreciente. Lea más sobre la terminología aquí.
Figura 2: La mayor diferencia en la curva característica cuando la presión a medir se aproxima varias veces se denomina no linealidad.
Efectos térmicos
Las fluctuaciones de temperatura influyen en los valores medidos de un sensor de presión. También hay un efecto conocido como histéresis de temperatura. En general, la histéresis describe la desviación de un sistema cuando el mismo punto de medición se aproxima desde direcciones opuestas. En el caso de la histéresis de temperatura, esta histéresis describe la diferencia (error) de la señal de salida a una cierta temperatura cuando esa temperatura específica se acerca desde una temperatura más baja o más alta. En STS, esto generalmente se enumera a 25 ° C.
Puede encontrar más información sobre las características térmicas de los transductores de presión piezorresistivos aquí.
Figura 3: La apariencia típica de efectos térmicos en transmisores de presión.
¿Error total o precisión?
La pregunta importante que surge de estos diversos aspectos, por supuesto, es a qué deben prestar más atención los usuarios en la selección de sensores. Esto variará según el caso. Dado que el aspecto de los errores ajustables ya se ha corregido en la fábrica, esto juega solo un papel secundario. En este caso, el sensor, en general, debería recalibrarse y ajustarse después de un año de uso.
Al comprar un nuevo sensor, los aspectos duales de precisión y efectos térmicos ahora se vuelven decisivos. La pregunta clave en este contexto es: “¿Realizo mis mediciones de presión en condiciones controladas?” Esto significa que cuando los usuarios realizan sus mediciones cerca de la temperatura de referencia durante la calibración (típicamente 25 ° C), los efectos térmicos esencialmente pueden ignorarse. Sin embargo, la designación del error total se vuelve importante cuando la medición de presión se realiza en un amplio rango de temperaturas.
Por último, veremos una hoja de datos en el transmisor de presión piezorresistivo ATM.1st de STS (Figura 4):
Figura 4: Extracto de una hoja de datos (ATM.1st)
Las especificaciones técnicas del ATM.1st muestran tanto la precisión como el error total, donde las entradas de precisión se desglosan en sus respectivos rangos de presión. Los valores dados se derivan de la no linealidad, histéresis y no repetibilidad a temperatura ambiente. Los usuarios que deseen realizar mediciones en condiciones de temperatura controlada (temperatura ambiente) pueden orientarse hacia estos valores de precisión especificados.
El error total representado en la hoja de datos, por otro lado, incluye efectos térmicos. Además, el error total se complementa con las entradas de “típ.” y “máx.”. El primero de ellos describe el error total típico. No todos los sensores de presión son absolutamente idénticos y su precisión puede variar ligeramente. La precisión de los sensores corresponde a la distribución normal gaussiana. Esto significa que el 90% de los valores medidos en todo el rango de presión y temperatura de un sensor corresponden al valor designado en el error total típico. A esos valores medidos restantes se les atribuye el error total máximo.
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