¿Cuál es la rangeabilidad y la dinámica de medición de un sensor de presión?
¿Cuál es la rangeabilidad y la dinámica de medición de un sensor de presión?
La rangeabilidad y la dinámica de medición son características fundamentales de los sensores de presión. En pocas palabras, la rangeabilidad se refiere a la relación entre la presión máxima y la presión mínima que un transductor de presión puede medir con precisión. La dinámica de medición, a menudo sinónimo de rangeability, indica específicamente la capacidad máxima de un dispositivo de medición en relación con su capacidad mínima medible.
¿Se pregunta qué significan los términos"rangeabilidad" y"dinámica de medición" en un sensor de presión? ¿Le parecen confusos estos términos técnicos y busca alguna aclaración?
En este artículo, nos sumergiremos en la comprensión de la rangeabilidad y la dinámica de mediciónen los sensores de presión. Explicaremos qué significan estos términos, por qué son importantes y cómo afectan al funcionamiento de un sensor de presión.
También exploraremos conceptos relacionados como las capacidades de presión máxima y mínima, la importancia del rango de medición y cómo pueden aplicarse los conceptos de rangeabilidad y dinámica de medición.
Explicación detallada de la rangeabilidad y la dinámica de medición
La rangeabilidad, comúnmente conocida como dinámica de medición, es un parámetro crítico en los sistemas de control, sobre todo cuando se trata de sensores de presión de proceso. Tanto si hablamos de la dinámica de medición de un sensor de presión diferencial, un sensor de presión relativa o un sensor de presión absoluta, se trata de una fórmula sencilla que compara el rango máximo medible de un dispositivo con su rango mínimo medible.
Esta relación suele expresarse como un número, como 3:1, 5:1 o incluso 100:1, lo que indica que el sensor es capaz de medir con precisión presiones en ese rango. Por ejemplo, en un sensor con una dinámica de medición de 5:1, si la presión máxima (el límite superior) que puede medir es de 100 unidades, puede medir con precisión hasta 20 unidades, que es su límite inferior.
Veamos algunas definiciones:
La mediciónmedición es el intervalo de presión máxima en el que puede funcionar el sensor de presión. Se extiende desde la presión mínima (límite inferior delrango de medición )hasta la presión máxima (límite superior del rango de medición) que puede medir la célula del sensor de presión, por ejemplo, de 0 a 100 bares.
El límite superior del campo demedida (URL) se refiere a la presión más alta para la que el sensor ha sido diseñado para medir, dentro del límite superior de la célula.
El límite inferior del rango de medida (LRL) se refiere a la presión más baja para la que el sensor ha sido diseñado para medir, dentro del límite inferior del rango de medida de la célula.
El valor de rango superior (URV) es la presión máxima a la que está calibrado o ajustado el transductor de presión. Corresponde al punto más bajo de la escala de salida, como el punto 4 mA en una señal de salida de 4 a 20 mA.
El valor de rango inferior (LRV) es la presión mínima a la que está calibrado o ajustado el transductor de presión. Corresponde al punto más bajo de la escala de salida, como el punto 4 mA en una señal de salida de 4 a 20 mA.
El rango calibrado o ajustado es el rango operativo que es igual al valor de rango superior (URV) - el valor de rango inferior (URL). Equivale a la señal de salida analógica de 4 a 20 mA.
La dinámica de medición o rangeabilidad (TD) de un transductor de presión se calcula dividiendo la presión máxima que puede medir el dispositivo (el límite superior del rango de medición URL) por el rango de medición mínimo que puede medir con precisión (rango de medición mínimo).
Dinámica de medición de un sensor de presión :
En términos matemáticos :
Dinámica de medición (TD) = límite superior del campo demedición (URL) / campo de medición mínimo (URV-LRV)
Por ejemplo, supongamos que un determinado sensor de presión tiene un límite de rango de medición superior de 100 bar y un rango de medición mínimo de 10 bar.
Utilizando la fórmula, la dinámica de medición sería 100 bar/10 bar = 10:1.
Dinámica de medición, un aspecto esencial de cualquier dispositivo de medición de presióncomo los que tienen una señal de salida de 4 a 20 mA, describe la magnitud de la diferencia entre el rango de medición más alto posible y el rango de medición más bajo posible. La dinámica de medición permite definir un rango ajustable dentro del rango de medición. Esta relación es fundamental para definir el ancho de banda funcional de los instrumentos de detección y desempeña un papel esencial en su flexibilidad y precisión operativas.
¿Qué factores influyen en el alcance y la dinámica de las mediciones?
El alcance de un determinado sensor de presión depende de varios factores.
Uno de los más importantes es la presión máxima que el sensor puede tolerar sin sufrir daños ni perder rendimiento, también conocido como límite superior del rango demedición (URL). Se trata de la capacidad de presión máxima a la que el dispositivo puede funcionar con seguridad.
Otro factor que influye es la presión mínima, el límite inferior del campo de medición (URL ), que es el nivel de presión más bajo que el aparato puede medir con precisión.
Estos dos factores dependen de las características de la célula de medición del sensor y no pueden modificarse.
El último factor es el rango de medición del sensor de presión, que tiene una gran influencia en la rangeabilidad y la dinámica de la medición. Este rango medible se define como el intervalo comprendido entre el valor superior del rango de medición calibrado o ajustado (URV) y el valor inferior del rango de medición calibrado o ajustado.
¿Por qué es importante comprender la rangeabilidad y la dinámica de medición?
Comprender la rangeabilidad y la dinámica de medición es crucial en muchas aplicaciones en las que es necesario supervisar y controlar la presión. Esto es especialmente importante en los sistemas de control de fluidos y gases, donde la precisión de la medición y el mantenimiento de los niveles de presión son cruciales para el éxito de la operación.
Descubra todo lo que necesita saber sobre la rangeabilidad y la dinámica de medición de un transductor de presión, incluido el modo en que estos atributos afectan a la precisión y la eficacia de un sistema de medición de presión.
Máxima precisión con la dinámica de medición adecuada
Elegir un transductor de presión con la dinámica de medición adecuada puede tener un impacto significativo en la precisión de las lecturas y, en consecuencia, en el rendimiento global del sistema. Por ejemplo, si su aplicación requiere un rango de presión medible y controlable de entre 50 y 100 unidades, un sensor con una dinámica de medición de 5:1 y una presión nominal máxima de 500 unidades no sería adecuado. Su presión mínima medible sería de 100 unidades, lo que no cubriría el extremo inferior del rango requerido.
Sin embargo, si en la misma aplicación se utiliza un sensor con una dinámica de medición de 10:1 y una presión nominal máxima de 500 unidades, la presión mínima medible sería de 50 unidades, lo que cubriría perfectamente el rango requerido. El resultado serían lecturas más precisas y un mejor control del proceso.
¿Cómo afectan al calibrado la dinámica de medición y la rangeabilidad?
La dinámica de medición y la rangeabilidad también desempeñan un papel importante en la calibración .
La calibración es el proceso de ajuste de la salida analógica de un sensor de presión para que se corresponda exactamente con la presión medida. Para ello, se compara el instrumento con un patrón de medida de referencia generando una presión de fluidos conocida.
Esta operación consiste en calibrar el valor alto (presión máxima SPAN) y el valor bajo (presión mínima ZERO) del transmisor para garantizar su precisión.
La dinámica de medición indica el rango dentro del cual puede calibrarse o ajustarse el sensor de presión. Un transductor de presión con una mayor dinámica de medición puede calibrarse con mayor precisión en un rango más amplio de presiones. Esto significa que un transmisor con una mayor dinámica de medición ofrece un rango de calibración y ajuste más amplio, lo que le confiere una mayor flexibilidad en una gran variedad de aplicaciones.
Posibilidad de ajustar el rango de escala y su relación con la dinámica de medición
Una característica esencial de los sensores de presión inteligentes (SMART ) es su capacidad de reajuste (rerango) sin necesidad de calibración. A diferencia de los instrumentos analógicos, que solo pueden reajustarse mediante recalibración, el rango de medición o span de los sensores digitales puede ajustarse después de su fabricación en fábrica, o in situ, tras la instalación inicial.
En los instrumentos digitales, la calibración y la escala suelen ser ajustes independientes (es decir, es posible cambiar la escala de un transmisor de presión inteligente sin tener que realizar una recalibración completa).
De este modo, si cambian los requisitos de su proceso, puede ajustar el intervalo y el cero del transmisor de presión para cumplir los nuevos requisitos sin tener que sustituir el dispositivo de medición.
El escalado de un instrumento consiste en fijar los valores superior e inferior de la escala de medida para que reaccione con la sensibilidad deseada a las variaciones de la presión de entrada.
Por ejemplo, si un transductor de presión tiene una relación de reducción de 10:1 y se calibró inicialmente en fábrica para el rango de presión máxima de 10 bar (0 bar = 4 mA de salida; 10 bar = 20 mA de salida), puede reajustarlo in situ de 0 a 1 bar (0 bar = 4 mA; 1 bar = 20 mA) para medir con precisión presiones inferiores.
Por el contrario, si un sensor tiene una dinámica de medición de 10:1 y se calibró inicialmente para el rango de presión mínima de 1 bar (0 bar = 4 mA de salida; 1 bar = 20 mA de salida), puede reajustarlo hasta 10 bar (0 bar = 4 mA; 10 bar = 20 mA) para cumplir los nuevos requisitos.
Esta capacidad de reajuste o escala, directamente vinculada a la dinámica de medición, puede mejorar considerablemente la longevidad y adaptabilidad del dispositivo a las características del proceso . Esto lo convierte en un valioso activo en cualquier sistema de supervisión o control de la presión.
Límites de la rangeabilidad y la dinámica de medición
Aunque una dinámica de medición elevada puede parecer deseable por su flexibilidad, es importante tener en cuenta sus limitaciones.
Una dinámica de medición muy elevada puede prometer un amplio rango de funcionamiento, pero la precisión de la medición puede disminuir y degradarse en el extremo inferior del rango de medición.
En este caso, un sensor de presión con una rangeabilidad más modesta, mejor adaptada a las condiciones reales de funcionamiento, puede proporcionar resultados más precisos.
Reflexiones finales sobre el alcance y la dinámica de medición de un sensor de presión
Comprender la rangeabilidad y la dinámica de medición de un transductor de presión es esencial para una configuración correcta, una medición precisa y un control eficaz de sus procesos con gases o líquidos. Estos parámetros no solo influyen en la precisión del dispositivo, sino también en la seguridad, la eficacia, la flexibilidad y el rendimiento general del sistema.
Aproveche los conocimientos que ha adquirido sobre la rangeabilidad y la dinámica de medición y utilícelos para optimizar el rendimiento de sus sensores de presión. No olvide que elegir un sensor de presión con la rangeabilidad y la dinámica de medición adecuadas para su aplicación específica es un paso esencial para lograr una regulación y medición precisas de la presión. Ahora puede tomar una decisión con conocimiento de causa. ¡Siga explorando!
Preguntas frecuentes
1. ¿Puede un transmisor de presión con un alto rango dinámico medir todas las presiones con precisión?
Aunque el alto rango dinámico proporciona flexibilidad en la medición de la presión, la precisión puede disminuir en los extremos muy bajo y muy alto del rango. Es esencial elegir un sensor con una dinámica de medición que se ajuste a los requisitos de presión específicos de su sistema. Consulte a un fabricante de transductores de presión como Fuji Electric para que le ayude a determinar el transductor más adecuado para su aplicación.
2. ¿Puedo cambiar el alcance de mi sensor de presión una vez instalado?
Sí, muchos transmisores de presión ofrecen una capacidad de reescalado que permite ajustar su rango de medición calibrado tras la configuración inicial. Sin embargo, el alcance del ajuste depende de la dinámica de medición del dispositivo.
3. ¿Tienen todos los sensores de presión la misma dinámica de medición?
No, la dinámica de medición varía de un transductor de presión a otro. Se trata de un parámetro importante a tener en cuenta a la hora de seleccionar un transmisor para su aplicación específica. Los transductores de presión FCX de Fuji Electric ofrecen dinámicas de medición de hasta 100:1, lo que los hace especialmente flexibles en su uso.
4. ¿Es importante la medición dinámica en todas las aplicaciones de sensores de presión?
Aunque la dinámica de medición es un parámetro crucial, su importancia varía según la aplicación. En los sistemas en los que los niveles de presión varían significativamente, o en los que pequeñas fluctuaciones pueden tener un gran impacto en el rendimiento, una dinámica de medición elevada suele ser beneficiosa. En los sistemas en los que los niveles de presión son estables, puede bastar con una dinámica de medición más baja.
5. ¿Puede un sensor de presión con una rangeabilidad elevada sustituir a varios sensores con una rangeabilidad inferior?
Un transmisor con una alta rangeabilidad puede manejar una gama más amplia de presiones, lo que puede reducir la necesidad de múltiples transmisores. Sin embargo, la decisión depende de varios factores, como los requisitos de presión específicos del sistema y la precisión requerida a distintos niveles de presión.
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Sí, muchos transmisores de presión ofrecen una capacidad de reescalado que permite ajustar su rango de medición calibrado tras la configuración inicial. Sin embargo, el alcance del ajuste depende de la dinámica de medición del dispositivo.
