Præcis gengivelse af procesvariabler

 

Det er derfor af største vigtighed, at design og konstruktion af processtyringssystemer omfatter komponenter med uovertrufne nøjagtighedsspecifikationer over det bredest mulige interval af omgivelsesbetingelser.

 

Lad os se på temperaturtransmittere som et eksempel.

 

Nøjagtig måling af temperatur er afgørende af hensyn til sikkerheden og effektiviteten i en lang række industrielle processer inden for kemikalie-, stål-, lægemiddel- samt olie og gasindustrien for bare at nævne nogle få.

De meget små signaler fra temperaturfølere som f.eks. termoelementer og RTD'er gør, at der ofte benyttes en temperaturtransmitter for både at konvertere det relevante mV- eller modstandssignal til et mere robust 4-20 mA signal og sikre forbedret immunitet over for signalinterferens.

 

Hvor nøjagtigt temperaturtransmitteren kan konvertere og genudsende følersignalet er derfor en vigtig faktor for procesloopets generelle nøjagtighed.

 

Temperaturtransmitteres nøjagtighed påvirkes af en række eksterne og interne faktorer. Eksempler på eksterne faktorer omfatter HF-støj, omgivelsestemperatur, strømforsyning og induktionsstøj. Internt vil ikke-lineære komponenter, egenopvarmning og intern støj også have negativ indvirkning på en enheds nøjagtighed.

 

Kvaliteten af en temperaturtransmitters mekaniske og elektriske design afgør, hvor effektivt disse forskellige faktorer kan undertrykkes, og siden hen hvor præcist din procesværdi bliver gengivet.

 

Alle omtalte faktorer bidrager til en temperaturtransmitters nøjagtighed og skal derfor medtages i enhver form for beregninger af transmitternøjagtigheden.

 

Nedenfor ser vi nærmere på nogle af disse indvirkninger:

 

Temperaturkoefficient:

Alt elektronisk udstyr påvirkes af ændringer i omgivelsestemperaturen. Producenter kalibrerer normalt en enhed ved stuetemperatur (+20°C). Jo mere omgivelsestemperaturen afviger fra kalibreringstemperaturen, desto større bliver unøjagtigheden imidlertid.

 

Temperaturkoefficient er begrebet, der benyttes til at kvantificere denne virkning på nøjagtigheden. Temperaturkoefficienten kan udtrykkes som f.eks. % af Span/°C eller °C/°C

 

Målenøjagtigheden ændrer sig, når omgivelsestemperaturen varierer i forhold til den temperatur, hvorved enheden blev kalibreret på fabrikken.

Eksempel: Tkoef = 0,01 °C/°C, Tomg = 35°C, Kal = 20°C Tkoef = 0,01 x (35-20) = 0,15°C

 

Jo lavere temperaturkoefficienten er, desto mere nøjagtig og stabil vil transmitteren være på tværs af forskellige omgivelsestemperaturintervaller.

 

Linearitetsfejl:

Angives normalt som f.eks. ±0,1% af span. Dette er den maksimale fejlmargen, som transmitteren har i forhold til idealkurven.

 

Linearitetsfejlen er de maksimale grænser, inden for hvilke strømsignalet må svinge. Fejlen tager til, når der måles i højere temperaturintervaller.

 

Ikke-linearitet og repeterbarhed inkluderes normalt i nøjagtighedsværdierne, der fremgår af datablade og manualer til temperaturtransmittere.

 

Typiske og "worst case" nøjagtigheder: 

Når en nøjagtighed testes, er det normalt kun den parameter, der skal testes, som varieres. Alle andre parametre holdes konstante for at opnå et tydeligt billede af parameterens indvirkning.

 

Nøjagtigheder kan variere i positiv eller negativ retning i forhold til idealværdien. En typisk nøjagtighed beregnes derfor som summen af kvadraterne af de separate variabler, f.eks.

 

 

Worst case nøjagtighed indikerer summen af afvigelserne, hvor det teoretisk antages, at samtlige fejl bevæger sig i samme retning, hvorved den største mulige fejl forekommer.

 

 

Beregningseksempel:

Temperaturindgangssignal	Pt100 Ω
Temperaturinterval	0...150°C
Omgivelsestemperatur, Tomg	35°C
Nøjagtighed	<±0,18°C
Temperaturkoefficient	<±0,01°C/°C
Kalibreringstemperatur	20°C
Temperaturkoefficient	= 0,01 x (35-20) = ±0,15°C

 

Typisk nøjagtighed (iht. formel):

 

 

Worst case nøjagtighed (iht. formel):

 

*Yderligere unøjagtigheder som følge af spændingsforsyningsafvigelser og EMC kan også tages i betragtning, når der foretages beregninger, hvis disse er specificeret på produktdatabladet.

 

 

Nøjagtighedsspecifikationer gengives producentafhængigt ofte med forskellige begreber eller enheder. Det betyder, at hvis du vil sammenligne nøjagtighedsspecifikationerne på to produkter, er det vigtigt at konvertere til identiske begreber og derved etablere en hensigtsmæssig referenceramme.   PR electronics tilbyder en række temperaturtransmittere med dokumenteret høj nøjagtighed, herunder de intelligente temperaturtransmittere 5437 og 6437, som leverer den højeste nøjagtighed på markedet på tværs af det største udvalg af indgangssignaltyper.

 

 

Tilbage til PR videnbiblioteket