Đăng ngày · Cập nhật
Catalogue ghi độ chính xác ±0,1%, nhưng số trên SCADA lệch với đồng hồ kiểm tra cả 1%. Ai sai? Thường không ai sai cả: con số trong catalogue chỉ là một phần của sai số tổng, đo ở điều kiện phòng thí nghiệm. Bài này giải thích sai số cảm biến theo cách dùng được trong thực tế: các loại sai số, cách đọc thông số, cách cộng sai số của cả vòng đo, và cách giảm từng loại.
Sai số và độ không đảm bảo đo
Mục lục
- Sai số là hiệu giữa giá trị đo được và giá trị thực. Vì không bao giờ biết chính xác giá trị thực, ta xác định sai số bằng cách so với chuẩn có độ chính xác cao hơn.
- Độ không đảm bảo đo là khoảng mà giá trị thực có khả năng nằm trong đó, kèm mức tin cậy (thường khoảng 95%, hệ số phủ k = 2). Giấy chứng nhận hiệu chuẩn ghi cả sai số và độ không đảm bảo.
Độ đúng và độ chụm
Hình bia bắn quen thuộc: các phát bắn tập trung (chụm) nhưng lệch tâm là có sai số hệ thống; phân tán quanh tâm là có sai số ngẫu nhiên. Một cảm biến lặp lại rất tốt (chụm) vẫn có thể sai lệch đều, và chính loại này hiệu chuẩn sửa được.
Các loại sai số
| Loại | Đặc điểm | Ví dụ | Cách giảm |
|---|---|---|---|
| Hệ thống | Lặp lại, cùng chiều | Lệch zero, lệch span, điện trở dây RTD 2 dây, cột chất lỏng trong ống xung | Hiệu chuẩn, hiệu chỉnh, bù, lắp đặt đúng |
| Ngẫu nhiên | Dao động, không đoán trước | Nhiễu điện, rung, dòng chảy xoáy | Lọc, lấy trung bình, chống nhiễu, cải thiện vị trí đo |
| Trôi | Thay đổi chậm theo thời gian | Lão hóa cảm biến, màng mỏi | Hiệu chuẩn định kỳ theo xu hướng |
| Trễ | Khác nhau giữa chiều tăng và giảm | Ma sát cơ khí, màng đàn hồi | Chọn thiết bị tốt hơn; khó bù |
| Ảnh hưởng môi trường | Theo nhiệt độ, áp suất tĩnh, nguồn | Zero trôi theo nhiệt độ môi trường | Chọn thiết bị có bù, che nắng, zero trim tại điều kiện làm việc |
Đọc thông số độ chính xác cho đúng
- % toàn thang (FS, span) hay % giá trị đo (reading): cảm biến 0-100 bar sai số ±0,5% FS nghĩa là ±0,5 bar ở mọi điểm, tức là ±5% khi đo 10 bar. Cảm biến ±0,5% giá trị đo thì chỉ sai ±0,05 bar ở 10 bar.
- Độ chính xác tham chiếu chỉ đúng ở điều kiện chuẩn. Phải cộng thêm ảnh hưởng nhiệt độ, áp suất tĩnh, rung, nguồn cấp.
- Turndown: nhiều transmitter thông minh có độ chính xác giảm khi cài dải hẹp nhiều so với giới hạn cảm biến.
- Ổn định dài hạn: ví dụ ±0,1% mỗi năm; sau 3 năm không hiệu chuẩn có thể đã trôi 0,3%.
Sai số của cả vòng đo
Số trên SCADA đi qua nhiều khâu: cảm biến, dây dẫn, bộ chuyển đổi hoặc cách ly, module analog PLC, quy đổi trong chương trình. Mỗi khâu có sai số riêng. Khi các thành phần độc lập, cách cộng hợp lý là căn bậc hai tổng bình phương:
E tổng = √(E1² + E2² + E3² + ...)
Ví dụ: transmitter ±0,075% (tham chiếu), ảnh hưởng nhiệt độ ±0,10%, ổn định một năm ±0,10%, module analog PLC ±0,05%. Sai số tổng ≈ √(0,075² + 0,10² + 0,10² + 0,05²) ≈ ±0,17% span, gấp hơn hai lần con số trong catalogue. Đó còn chưa tính sai số lắp đặt.
Sai số do lắp đặt thường lớn nhất
- Cảm biến nhiệt độ nhúng không đủ sâu, đo nhiệt độ ống thay vì môi chất.
- Cảm biến áp suất lắp thấp hơn điểm lấy áp, cột nước cộng thêm vào kết quả.
- Đồng hồ lưu lượng thiếu đoạn ống thẳng, ống không đầy.
- Radar đo mức thấy phản xạ từ vật cản.
- Vòng đất, nhiễu từ cáp động lực chạy song song cáp tín hiệu.
- Cài đặt dải đo trong PLC không khớp với transmitter.
Cách giảm sai số
Sai số hệ thống
- Hiệu chuẩn và hiệu chỉnh định kỳ, giữ số liệu as-found để thấy xu hướng. Xem calibration và adjustment.
- Zero trim tại điều kiện làm việc. Xem hiệu chỉnh zero và span.
- Dùng RTD 3 hoặc 4 dây, dây bù đúng loại cho thermocouple.
- Kiểm tra cài đặt quy đổi toàn vòng bằng bộ phát tín hiệu.
Sai số ngẫu nhiên
- Lấy trung bình: trung bình N lần đo giảm độ lệch chuẩn của sai số ngẫu nhiên khoảng √N lần (trung bình 16 mẫu giảm 4 lần).
- Giảm chấn (damping) vừa phải; giảm chấn quá lớn làm chậm vòng điều khiển.
- Cáp có chống nhiễu, nối đất một điểm, tách tuyến cáp tín hiệu và động lực, dùng bộ cách ly tín hiệu.
Sai số bao nhiêu là đủ
Không phải điểm đo nào cũng cần chính xác cao. Đặt giới hạn sai số theo mục đích: điểm đo giao nhận, tính tiền, kiểm soát chất lượng sản phẩm cần chặt; điểm đo giám sát chung có thể rộng hơn. Tiền đầu tư cho độ chính xác nên đặt đúng chỗ.
Xem thêm: Cảm Biến Độ Ẩm Là Gì? Nguyên Lý, Phân Loại, Cách Chọn, Lắp Đặt Và Hiệu Chuẩn
Xem thêm: cấp chính xác ảnh hưởng giá cảm biến áp suất thế nào.
Cần thiết bị cho ứng dụng này?
Cần chọn cảm biến đúng cấp chính xác cho ứng dụng? Xem cảm biến áp suất theo cấp chính xác 0,075 % – 0,5 %. Tư vấn chọn model miễn phí, báo giá trong 24 giờ: 0879 848 668 hoặc gửi yêu cầu báo giá.
Câu hỏi thường gặp
Độ phân giải cao có nghĩa là chính xác không?
Không. Màn hình hiển thị 0,01 °C không có nghĩa sai số là 0,01 °C. Độ phân giải chỉ là bước nhỏ nhất hiển thị được.
Hai cảm biến cùng điểm đo lệch nhau, tin cái nào?
Không tin cái nào cho đến khi so với chuẩn. Kiểm tra lần lượt: cài đặt dải, lắp đặt, rồi hiệu chuẩn từng cái. Xem hiệu chuẩn cảm biến nhiệt độ và hiệu chỉnh cảm biến áp suất.
| ĐO LƯỜNG VÀ HIỆU CHUẨN – HOANTRANTDH Đánh giá sai số vòng đo, hiệu chuẩn, thay thế cảm biến. Hotline/Zalo: 0879 848 668 · Email: sales@hoantrantdh.com · hoantrantdh.com |
Từ cảm biến đo lường đến bảo trì dự đoán
Cảm biến đo lường chính xác là nền tảng để giám sát tình trạng thiết bị. Kết hợp với cảm biến rung không dây và phân tích dữ liệu, nhà máy biết trước khi bơm hỏng thay vì sửa khi đã dừng máy.
Giải pháp bảo trì dự đoán cho bơm → · Cảm biến rung không dây →
Cần báo giá hoặc tư vấn kỹ thuật?
Để lại thông tin, kỹ sư HOANTRANTDH sẽ liên hệ trong giờ làm việc.
BÀI VIẾT LIÊN QUAN
Trong biên bản đánh giá ISO 9001, câu hỏi “thiết bị này đã được hiệu chuẩn chưa?” thường nhận câu trả lời “rồi, tháng trước kỹ thuật đã chỉnh zero span”. Đó là hai việc khác nhau. Bài này phân biệt calibration (hiệu chuẩn) và adjustment (hiệu chỉnh) theo định nghĩa chuẩn quốc tế, giải […]
Cảm biến áp suất (pressure sensor, pressure transmitter) là thiết bị biến áp suất của chất lỏng, khí hoặc hơi thành tín hiệu điện – phổ biến nhất là 4–20 mA – để PLC, biến tần hoặc màn hình đọc và điều khiển. Chọn đúng cảm biến áp suất cần năm thông tin: dải đo, […]
Zero và span là hai khái niệm xuất hiện trên mọi cảm biến có tín hiệu ra tương tự, từ transmitter áp suất, nhiệt độ đến máy phân tích khí. Hiểu đúng hai khái niệm này giúp anh em đọc được bảng hiệu chuẩn, cài đúng dải đo, và biết một cảm biến đang lệch […]