Specifiche dei trasduttori di pressione

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I trasduttori di pressione sono utili in una vasta gamma di settori industriali. Molti di questi settori trattano sostanze chimiche volatili o liquidi sottoposti a pressioni elevate. Pertanto, i trasduttori di pressione devono fornire agli ingegneri o agli operatori valori che indicano le condizioni reali all'interno di un contenitore. Valori falsi o errori possono compromettere la sicurezza dell'intero impianto o stabilimento. Ecco perché l'accuratezza dei trasduttori di pressione è della massima importanza.

Accuratezza

L'accuratezza di un trasduttore di pressione è la vicinanza del valore misurato al valore effettivo. Se il valore misurato è molto vicino o uguale al valore reale, allora diciamo che il trasduttore di pressione è accurato. Se il valore misurato presenta una discrepanza sufficientemente grande, allora il trasduttore di pressione non è accurato e non è adatto all'uso.

In generale, i trasduttori di pressione di aziende rinomate variano solo dello 0,25% dal valore reale.

Frequenza

La frequenza del trasduttore di pressione è la misura della velocità con cui il trasduttore di pressione è in grado di rispondere alle variazioni di pressione. La risposta in frequenza del trasduttore di pressione è importante perché in molti casi la pressione da misurare con il trasduttore di pressione può variare molto rapidamente.

Per misurare una pressione che varia rapidamente, sono necessari trasduttori altrettanto veloci. È qui che la risposta in frequenza ci aiuta a scegliere il dispositivo giusto per l'applicazione giusta.

La scelta di trasduttori di pressione con tempi di risposta elevati consente di effettuare più letture in breve tempo. Tutte queste letture vengono aggiornate e visualizzate sul monitor. La risposta in frequenza è misurata in Hertz (Hz) o millisecondi (ms). I trasduttori di pressione ad alta velocità possono misurare fino a 1000 letture al secondo. Il costo del trasduttore di pressione varia direttamente con il suo tempo di risposta, dove i trasduttori di pressione ad alta velocità possono costare significativamente di più rispetto ai trasduttori con una risposta a bassa frequenza.

Isteresi

L'isteresi del trasduttore di pressione gioca un ruolo importante nel determinarne l'accuratezza complessiva. Pertanto, è un fattore che non viene mai trascurato nella progettazione e nella costruzione dei trasduttori di pressione.

L'isteresi è la differenza di valori che si verifica quando si misura la stessa pressione. Si noterà che l'insieme dei valori misurati quando la pressione viene applicata su un trasduttore non torna al valore originale quando la pressione viene rilasciata.

L'isteresi è causata da una parte interna al trasduttore di pressione che reagisce a una variazione di pressione, il diaframma. Quando si eccita il trasduttore con la pressione, il diaframma si muove di conseguenza. Tuttavia, quando si rimuove la pressione, il diaframma non ritorna immediatamente nella posizione iniziale. C'è un ritardo tra la rimozione della pressione e il ripristino del diaframma. Questo ritardo o lag porta all'isteresi.

Uscita

Un trasduttore di pressione converte la forza fisica in segnali elettrici. Generalmente, questi segnali si trovano nell'intervallo dei millivolt. La maggior parte dei controller amplifica questi minuscoli segnali di tensione provenienti dal trasduttore per leggere correttamente i dati.

Esistono anche altre forme di uscita per i trasduttori di pressione, come i trasduttori di pressione con uscita in milliampere e uscita di tensione. La scelta tra queste opzioni popolari dipende esclusivamente dalle esigenze dell'utente. Tuttavia, alcuni trasduttori di pressione hanno dei limiti nella potenza di uscita. Ad esempio, un trasduttore a 2 fili può fornire solo un'uscita in milliampere.

I trasduttori di pressione con uscita in tensione forniscono un'uscita nell'intervallo 0-5dc o 0-10dc. Si tratta di segnali condizionati di alto livello e sono compatibili con la maggior parte dei controller e dei PLC.

Tuttavia, l'uscita in milliampere compresa tra 4 - 20 mA è meno influenzata dalla resistenza elettrica o dal rumore elettrico, rendendola perfetta per i relè a lunga distanza.

Intervallo

L'intervallo del trasduttore di pressione determina il valore minimo e massimo di pressione che il sensore è in grado di misurare con precisione. Se si dispone di un'installazione che genera una pressione di 1000 psi, il sensore di pressione scelto deve avere un intervallo superiore al valore massimo da misurare.

Se si utilizza un sensore di pressione con un intervallo massimo di 1000 psi, non sarà in grado di leggere i valori di pressione superiori a 1000 psi. Quindi, la regola generale è quella di selezionare un trasduttore di pressione che offra dal 40% al 50% di margine in più rispetto alla pressione massima nominale.

Pertanto, per una configurazione in cui la pressione nominale massima è di 1000 psi, selezionare un trasduttore di pressione in grado di misurare fino a 1500 psi, solo per sicurezza. Un altro vantaggio della scelta di un trasduttore di pressione con un valore più alto è che il trasduttore funzionerà meglio poiché non sarà costantemente spinto al limite.

Resolution

La risoluzione del trasduttore di pressione è il più piccolo aumento di pressione che il sensore è in grado di misurare. La risoluzione è espressa in percentuale di FSO (Full Scale Output, uscita a fondo scala). Questo valore è importante per determinare la precisione del trasduttore di pressione nel rilevare una variazione di pressione.

Un trasduttore di pressione con una portata nominale di 1000 psi e una risoluzione dello 0,1% è in grado di misurare variazioni di pressione minime pari a 1 psi. Quando si acquista un trasduttore di pressione, è importante chiedere informazioni sulla risoluzione del dispositivo. Di solito, i produttori utilizzano due tipi di termini per descrivere la risoluzione: risoluzione media e risoluzione massima.

La risoluzione media è la mediana dei valori migliori e peggiori. La risoluzione massima è la risoluzione più alta che ci si può aspettare dal sensore.

Sensibilità

La sensibilità del trasduttore di pressione è la variazione minima nella misurazione che può causare una variazione nella tensione di uscita del trasduttore. La sensibilità è diversa dalla risoluzione in quanto è il più piccolo aumento di pressione che un trasduttore può misurare.

Spesso, risoluzione e sensibilità sono usati in modo intercambiabile. Tuttavia, sono molto diversi in termini di come funziona un trasduttore di pressione e quanto bene può riportare le misurazioni.

Intervallo

L'intervallo del trasduttore di pressione è il campo di lavoro del trasduttore. Di solito, l'intervallo è compreso tra l'URL (limite superiore del campo) e l'LRL (limite inferiore del campo).

Quindi, se un trasduttore di pressione può misurare tra 500 psi e 2500 psi, l'intervallo del trasduttore di pressione è 2000 psi (URL – LRL).

Span e Zero sono le due unità utilizzate nella calibrazione di un trasduttore di pressione. Zero è la lettura di un trasduttore sulla linea zero.

Durante la calibrazione di un trasduttore di pressione, la regolazione dello zero consente al misuratore di correggere il limite inferiore del trasduttore di pressione, mentre la regolazione dello span corregge il suo limite superiore.

Uncertainty

L'incertezza del trasduttore di pressione è un intervallo in cui riteniamo che si trovi il valore reale. Il fattore di incertezza viene introdotto quando non conosciamo il valore reale di una misurazione. Ciò rende difficile stabilire il valore misurato come il valore più certo. Pertanto, invece di mostrare il valore misurato così com'è, includiamo un intervallo che contiene il valore reale.

L'incertezza è anche definita come un errore stimato, ovvero la differenza tra il valore reale e il valore misurato. Tuttavia, nei casi in cui non conosciamo il valore reale, utilizziamo l'incertezza.

Diversi fattori possono portare all'incertezza, come la modalità operativa, l'ambiente, i liquidi, la frequenza di calibrazione, ecc.