恒升偉(wěi)業(yè)偉業作為(wéi)Mensor壓力控製器的代理(lǐ)商,在(zài)麵對客戶谘詢時,經常會被問到在仿真模式下測量(liàng)壓力時(shí),校準會增加哪些額外的不確定性。
回到這個問題,我們先從仿真模式的定義開始。仿真模式是指將氣壓(yā)參考傳感器添加到儀器中,並允許使用絕壓傳感器(qì)來模擬表壓(yā)或表壓傳感器來模擬***壓力。如果使用絕壓傳感器,儀器會減(jiǎn)去(qù)大氣壓力以模擬表壓。由於它們都在跟蹤大氣壓力,因此它們相(xiàng)互跟蹤。如(rú)果使用表壓傳感(gǎn)器,儀器會添加來自氣壓計的氣壓以模擬***壓力。
許多人認為他們隻需將氣壓計的不確定度與主傳感器的不確定度相加即可獲得組合不確定度,但事(shì)實並非如此。下麵恒升偉業就詳細(xì)給(gěi)大家講解用於在仿真模式下計(jì)算不確定性的方法。
模(mó)擬(nǐ)表壓的***傳感器
假設我們有一個 125 kPa 絕壓傳感器和(hé)一個氣壓計來模擬表壓。
不(bú)確定度分量是:1. ***傳感器的不(bú)確定度。2. 執行校準/測試期間氣壓計的漂(piāo)移。3. 氣壓讀數的(de)分辨率。(氣壓參考的(de)***“準確度”無(wú)關使用它 – 如果***傳(chuán)感器在儀表仿真模式下歸。)
假設如下:
1. ***傳感器的不確定度:125 kPa 的 0.01% FS = 0.0125 kPa(k = 2 因此(cǐ)組件(jiàn)不確(què)定度為 0.0125/2 = 0.00625 kPa)
2. 如果測試需要 2 小時,傳感器的漂移為 0.01% R/年,那麽 2 小時測試期間的漂移(yí)為:125 kPA*0.01%/365 天/24 小時/天*2 小時 = ~0.0000028 kPa
3. 氣(qì)壓計的分(fèn)辨率 (kPa) = 0.001 kPa
要包括總不確定度的所有分量(根據 GUM:測量(liàng)不確(què)定度(dù)表達指南),它將是平方和根 (RSS) #1、#2 和 #3 (#3 必須除以 sqrt(3))——這是矩(jǔ)形分布的統計約定:0.001/SQRT(3)=0.000577)乘以(yǐ) 2 得到約 95% 的置信度等級(jí)。
所以總不確定度的方程是:
Sqrt(0.00625^2 + 0.0000028^2 + 0.000577^2)*2 = 0.0125532 kPa
因此,仿真模式下以 kPa 為單位的附加誤差是上麵計算的總不確定度減(jiǎn)去(qù)***傳感器的不確(què)定度。這是 0.0125532 – 0.0125 = 0.0000532 kPa 或 0.01004%,小於儀器的分辨(biàn)率。當然,如果***傳感器的壓力範圍增加,額外的(de)不確定性會變得更不重要。
模擬***壓力的儀表(biǎo)傳感器
如果可以的話,除了列出的注意事項外,它與上麵完全相同 - 在這種情況(kuàng)下必須考慮氣壓計的漂移誤差。組合精度還取決於主傳感器的範圍。這(zhè)次(cì)讓我們假設(shè)我們有一個量程為 -1 bar 到 +1 bar,跨度為(wéi) 2 bar,並且我們想要模擬(nǐ) 0-2 bar ***值,使用與上(shàng)麵示例相(xiàng)同(tóng)的過程:
1. 0.01% * 2 bar = 0.0002 bar(k=2 因此組件不確定度為(wéi) 0.0002 bar/2= 0.0001 bar
2. 同樣,如果測試需要 2 小時,並且本機傳感器的漂移為 0.01% R/年,則為 2 小時漂移量為 2 bar*.0001/365 天/24 小時/天*2 小(xiǎo)時 0.00000004 bar
3. 氣壓計的分辨率 = 0.00001 bar
4. 氣壓計在 1 bar 時的***壞情況漂移(yí)誤(wù)差為:1 bar * 0.01% = 0.0001 bar (k=2 所以組件不確定度為 0.0001 bar/2 = 0.00005 bar )
要包括總不確定性的所有分量(liàng)(根據 GUM),它將是 #1、#2 和 #3 的根和(hé)平方 (RSS)(#3 必須除以 sqrt(3))——這是矩形分布的統計約定:0.00001/SQRT(3)=0.000006) 和 #4,然(rán)後乘以 2 以獲得 ~95% 的置信水平。
把它們 RSS 在一起,我們得(dé)到:
Sqrt(0.0001^2 + 0.00000004 ^2 + 0.000006^2+0.00005^2)*2 = 0.000224 柱
這給出了 0.000224 bar 的總不確定性或由(yóu)於 0.000224 - 0.0002 = 0.000024 bar 的仿真而增加 - 這隻有 0.0012% FS。
如果您在 -1 到 100 bar 的表壓傳感器上執行相同的(de)操作,則標稱不確定性為 0.0101 bar,仿真不確定性(xìng)為(wéi) 0.0101005,另外,附加誤差為 0.0000005 bar,即 0.0000005% FS,並且微不足道(dào)。
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