Interpretar correctamente los valores de precisión para sensores de presión

Interpretar correctamente los valores de precisión para sensores de presión

En la búsqueda de un transmisor de presión adecuado, varios factores influirán. Mientras que algunas aplicaciones requieren un rango de presión particularmente amplio o una estabilidad térmica prolongada, para otras la precisión es decisiva. El término “precisión”, sin embargo, no está definido por estándares. Le ofrecemos una descripción general de los distintos valores.

Aunque la “precisión” no es una norma definida, se puede verificar a partir de valores relevantes para la precisión, ya que estos se definen en todos los estándares. Sin embargo, la forma en que se especifican estos valores relevantes para la precisión en las hojas de datos de varios fabricantes depende totalmente de ellos. Para los usuarios, esto complica la comparación entre diferentes fabricantes. Por lo tanto, todo se reduce a cómo se presenta la precisión en las hojas de datos y cómo interpretar estos datos correctamente. Un error del 0,5%, después de todo, puede ser tan preciso como el 0,1%; es solo una cuestión del método adoptado para determinar esa precisión.

Valores de precisión para transmisores de presión: descripción general

El valor de precisión más ampliamente aplicado es la no linealidad . Esto representa la mayor desviación posible de la curva característica de una línea de referencia dada. Para determinar esto último, hay tres métodos disponibles: Ajuste del punto final, Mejor ajuste en línea recta (BFSL) y Mejor ajuste hasta cero. Todos estos métodos conducen a resultados diferentes.

El método más fácil de entender es el ajuste del punto final. En este caso, la línea de referencia pasa por el punto inicial y final de la curva característica. El ajuste BSFL, por otro lado, es el método que da como resultado los valores de error más pequeños. Aquí la línea de referencia se posiciona de manera que las desviaciones máximas positivas y negativas sean iguales en grado.

El método Best Fit Through Zero, en términos de resultados, se sitúa entre los otros dos métodos. Por lo general, se debe consultar directamente cuál de estos métodos aplican los fabricantes, ya que esta información a menudo no se indica en las hojas de datos. En STS, generalmente se adopta la curva característica de acuerdo con el ajuste Best Fit Through Zero.

Los tres métodos en comparación:

El error de medición es el valor más fácil de entender para los usuarios con respecto a la precisión de un sensor, ya que se puede leer directamente de la curva característica y también contiene los factores de error relevantes a temperatura ambiente (no linealidad, histéresis, no repetibilidad, etc.). El error de medición describe la mayor desviación entre la curva característica real y la línea recta ideal. Dado que el error de medición devuelve un valor mayor que la no linealidad, los fabricantes no suelen especificarlo en las hojas de datos.

Otro valor de precisión también aplicado es la precisión típica . Dado que los dispositivos de medición individuales no son idénticos entre sí, los fabricantes establecen un valor máximo que no se superará. Por lo tanto, no todos los dispositivos lograrán la “precisión típica” subyacente. Sin embargo, se puede suponer que la distribución de estos dispositivos corresponde a 1 sigma de la distribución gaussiana (es decir, alrededor de dos tercios). Esto también implica que un lote de sensores es más preciso de lo indicado y otro lote es menos preciso (aunque no se excederá un valor máximo particular).

Por paradójico que parezca, los valores de precisión en realidad pueden variar en precisión. En la práctica, esto significa que un sensor de presión con un error del 0,5% en la no linealidad máxima según el ajuste del punto final es exactamente tan preciso como un sensor con un error del 0,1% de no linealidad típica según el ajuste BSFL.

Error de temperatura

Los valores de precisión de no linealidad, precisión típica y error de medición se refieren al comportamiento del sensor de presión a una temperatura de referencia, que suele ser de 25 ° C. Por supuesto, también hay aplicaciones donde pueden ocurrir temperaturas muy bajas o muy altas. Debido a que las condiciones térmicas influyen en la precisión del sensor, el error de temperatura debe incluirse adicionalmente. Puede encontrar más información sobre las características térmicas de los sensores de presión piezorresistivos aquí .

Precisión en el tiempo: estabilidad a largo plazo

Las entradas de precisión en las hojas de datos del producto proporcionan información sobre el instrumento al final de su proceso de producción. A partir de este momento, la precisión del dispositivo puede verse alterada. Esto es completamente normal. Las alteraciones a lo largo de la vida útil del sensor se suelen especificar como estabilidad a largo plazo. Aquí también, los datos se refieren a condiciones de laboratorio o de referencia. Esto significa que, incluso en pruebas exhaustivas en condiciones de laboratorio, la estabilidad a largo plazo declarada no se puede cuantificar con precisión para las condiciones reales de funcionamiento. Es necesario considerar varios factores: Las condiciones térmicas, las vibraciones o las presiones reales que se deben soportar influyen en la precisión durante la vida útil del producto.

Es por eso que recomendamos probar los sensores de presión una vez al año para verificar el cumplimiento de sus especificaciones. Es fundamental comprobar las variaciones del dispositivo en términos de precisión. Con este fin, normalmente es suficiente verificar el punto cero para ver si hay cambios mientras se encuentra en un estado sin presión. Si esto es mayor que las especificaciones del fabricante, es probable que la unidad esté defectuosa.

La precisión de un sensor de presión puede verse influenciada por una variedad de factores. Por lo tanto, se aconseja consultar previamente a los fabricantes: ¿En qué condiciones se debe utilizar el transmisor de presión? ¿Qué posibles fuentes de error pueden ocurrir? ¿Cómo se puede integrar mejor el instrumento en la aplicación? ¿Cómo se calculó la precisión especificada en la hoja de datos? De esta manera, en última instancia, puede asegurarse de que usted, como usuario, reciba el transmisor de presión que satisfaga de manera óptima sus requisitos en términos de precisión.

Errores comunes en la medición de presión y cómo corregirlos

Errores comunes en la medición de presión y cómo corregirlos

Las señales de salida inciertas, las compensaciones del cero o incluso la falla total del instrumento de medición son síntomas que pueden tensar rápidamente los nervios de los usuarios. La buena noticia es que cuando la causa se identifica correctamente, estos errores a menudo se pueden corregir fácilmente.

 A continuación, le mostramos una serie de errores típicos que los usuarios pueden encontrar en la práctica, pero que generalmente pueden evitarse con solo un poco de conocimiento previo. Por cierto, ya hemos publicado artículos detallados sobre muchos de los temas aquí, que están vinculados a continuación en el punto correspondiente.

Error Porque Solución de problemas
Sin señal de salida

Rotura de línea

 

Compruebe si el cable está dañado y asegúrese de que esté colocado correctamente.
Error de cableado Compruebe la asignación del cable de conexión y, si es necesario, consulte las instrucciones de instalación y funcionamiento.
Polaridad incorrecta
La pantalla indica una presión demasiado baja Presión de entrada demasiado baja debido a una abertura del puerto bloqueada
  • Compruebe la abertura del puerto para ver si está contaminada y límpiela.
  • Si el medio está sucio, se debe colocar un filtro en la interfaz del proceso.
  • Si es necesario, utilice un transmisor de presión con membrana de descarga frontal.
El transmisor de presión tiene fugas en la interfaz de proceso Verifique el sello, ya que está demasiado flojo o defectuoso (con un sello nuevo, verifique la compatibilidad del medio ).
La señal es constante pero no supera un cierto valor incluso cuando aumenta la presión La abertura del orificio está bloqueada
  • Limpiar la abertura del orificio.
  • Coloque un filtro frente a él.
  • Utilice un transmisor de presión con una membrana rasante.
La temperatura media es demasiado baja (por debajo de -40 ° C / -40 ° Fahrenheit) La celda de medición de un sensor de presión piezorresistivo contiene un fluido de transferencia. Esto puede solidificarse a temperaturas inferiores a -40 ° C. En este caso, debe seleccionarse un transmisor de presión optimizado para bajas temperaturas, con, por ejemplo, el fluido de llenado AS100 (para temperaturas de hasta -55 ° C).
La señal de salida indica un valor alto y permanece sin cambios Se ha superado el rango de medición admisible. Si el sensor de presión opera en el rango de sobrecarga, aún no fallará, pero no muestra resultados de medición precisos. La señal de salida ha alcanzado el punto de saturación y no puede superarlo más. Debe seleccionarse un transmisor de presión adecuado al rango de medición.
La señal de salida es demasiado baja y no supera este valor bajo a pesar de un aumento de presión La presión de entrada es demasiado baja La abertura del puerto está bloqueada (ver arriba).
Una carga demasiado alta para las señales de mA (los componentes electrónicos conectados al transmisor de presión toman demasiada corriente) Para señales de mA, reduzca la carga de acuerdo con la hoja de datos / instrucciones de funcionamiento.
Carga demasiado baja para señales V Aumente la carga de acuerdo con la hoja de datos / instrucciones de funcionamiento.
Voltaje de funcionamiento demasiado bajo La tensión de funcionamiento debe aumentarse de acuerdo con las instrucciones de funcionamiento.
Un rango de medición demasiado amplio del transmisor de presión Debe seleccionarse un instrumento que corresponda al rango de medición. La regla general es que el rango de medición debe ser ca. 75% de la capacidad del dispositivo.
Desplazamiento cero (la señal del punto cero es demasiado alta) La membrana se ha deformado por una sobrepresión inadmisiblemente alta
  • El transmisor de presión está defectuoso.
  • Debe seleccionarse un rango de medición adecuado y, si es necesario, utilizar un estrangulador.
La membrana está deformada o rota por picos de presión.
Par de apriete demasiado alto en la instalación (celda de medición dañada) Es más probable que este problema ocurra con instrumentos de un rango de medición de baja presión. Preste atención al par máximo durante la instalación en el proceso (consulte las instrucciones de montaje).
La señal de salida cambia mucho bajo la influencia de la temperatura. Hay un bloqueo en la compensación de la presión relativa (principalmente en dispositivos con rangos de medición bajos de hasta 25 bar) La compensación de presión relativa debe comprobarse para detectar contaminación. También debe asegurarse de que la instalación se haya realizado correctamente.
Señal de salida muy fluctuante (parpadeo) Contacto perdido Una rotura de cable o un enchufe suelto pueden ser la causa.
Fuerte vibraciones o pulsos de choque en el proceso El sensor está resonando . Idealmente, la carga de choque permitida debe verificarse en la hoja de datos antes de seleccionar un transmisor de presión. Los dispositivos resistentes a los golpes se caracterizan por una electrónica sellada y prescinden de potenciómetros ajustables (como el ATM.1ST ). El problema puede resolverse más tarde desacoplando el dispositivo de medición a través de una línea de presión flexible.
La señal de salida tiene pulsos de interferencia. Hay demasiada interferencia EMC Debe asegurarse de que los cables estén apantallados.  Los fenómenos de EMC se pueden eliminar principalmente con una instalación cuidadosa .
Diferentes potenciales entre el instrumento de medición y el proceso Compruebe la conexión a tierra del transmisor de presión .
La señal de salida falla después de algún tiempo en funcionamiento. Los componentes electrónicos fallan debido a una temperatura de funcionamiento demasiado alta El medio de proceso se puede enfriar suficientemente a través de un desacoplador de temperatura, como aletas de enfriamiento aguas arriba o una sección de enfriamiento. Un sifón es la mejor solución para aplicaciones de vapor.

Algunos de los errores enumerados aquí se deben a transmisores de presión seleccionados incorrectamente. Para evitar errores, debe conocer de antemano con la mayor precisión posible los requisitos del instrumento de medición con respecto al rango de medición de presión y la instalación ( aquí se puede encontrar una guía breve para la selección correcta del transmisor ). Una consulta detallada de antemano con el fabricante puede ayudar a ahorrarle los nervios. Pero también estaremos encantados de ayudarle 

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