Quais são a rangeabilidade e a dinâmica de medição de um sensor de pressão?
Quais são a rangeabilidade e a dinâmica de medição de um sensor de pressão?
A capacidade de alcance e a dinâmica de medição são características fundamentais dos sensores de pressão. Simplificando, a rangeabilidade refere-se ao rácio entre a pressão máxima e a pressão mínima que um transdutor de pressão pode medir com precisão. A dinâmica de medição, muitas vezes sinónimo de rangeabilidade, indica especificamente a capacidade máxima de um dispositivo de medição em relação à sua capacidade mínima mensurável.
Interroga-se sobre o significado dos termos"rangeabilidade" e"dinâmica de medição" num sensor de pressão? Estes termos técnicos parecem-lhe confusos e está à procura de algum esclarecimento?
Neste artigo, vamos aprofundar a compreensão da rangeabilidade e da dinâmica de mediçãoem sensores de pressão. Vamos explicar o que estes termos significam, porque são importantes e como afectam o funcionamento de um sensor de pressão.
Exploraremos também conceitos relacionados, tais como as capacidades de pressão máxima e mínima, a importância do intervalo de medição e a forma como os conceitos de rangeabilidade e dinâmica de medição podem ser aplicados.
Explicação pormenorizada da variabilidade e da dinâmica de medição
A rangeabilidade, normalmente conhecida como dinâmica de medição, é um parâmetro crítico em sistemas de controlo, particularmente quando se trata de sensores de pressão de processo. Quer se trate da dinâmica de medição de um transdutor de pressão diferencial, de um transdutor de pressão relativa ou de um transdutor de pressão absoluta, trata-se de uma fórmula simples que compara a gama máxima mensurável de um dispositivo com a sua gama mínima mensurável.
Este rácio é frequentemente expresso como um número como 3:1, 5:1, ou mesmo 100:1, indicando que o sensor é capaz de medir com precisão pressões nesse intervalo. Por exemplo, num sensor com uma dinâmica de medição de 5:1, se a pressão máxima (o limite superior) que pode medir é de 100 unidades, pode medir com precisão até 20 unidades, que é o seu limite inferior.
Vejamos mais de perto algumas definições:
A mediçãode medição é a gama de pressão máxima em que o sensor de pressão pode funcionar. Estende-se desde a pressão mínima (limite inferior da gama de medição)até à pressão máxima (limite superior da gama de medição) que a célula do sensor de pressão pode medir, por exemplo, de 0 a 100 bar.
O limite superior da gama demedição (URL) refere-se à pressão mais elevada para a qual o sensor foi concebido para medir, dentro do limite superior da célula.
O limite inferior do intervalo de medição (LRL) refere-se à pressão mais baixa para a qual o sensor foi concebido para medir, dentro do limite inferior do intervalo de medição da célula.
O valor da faixa superior (URV) é a pressão máxima na qual o transdutor de pressão é calibrado ou ajustado. Corresponde ao ponto mais baixo da escala de saída, como o ponto 4 mA num sinal de saída de 4 a 20 mA.
O valor inferior da faixa (LRV) é a pressão mínima na qual o transdutor de pressão é calibrado ou ajustado. Corresponde ao ponto mais baixo na escala de saída, tal como o ponto 4 mA num sinal de saída de 4 a 20 mA.
A gama de medição calibrada ou definida é a gama de funcionamento que é igual ao valor superior da gama de medição (URV) - o valor inferior da gama de medição (URL). É o equivalente ao sinal de saída analógico de 4 a 20 mA.
A dinâmica de medição ou rangeabilidade (TD) de um transdutor de pressão é calculada dividindo a pressão máxima que o dispositivo pode medir (o limite superior da gama de medição URL) pela gama de medição mínima que pode medir com precisão (gama de medição mínima).
Dinâmica de medição de um sensor de pressão :
Em termos matemáticos :
Dinâmica de medição (TD) = limite superior da gama demedição (URL) / gama mínima de medição (URV-LRV)
Por exemplo, suponhamos que um determinado sensor de pressão tem um limite superior de gama de medição de 100 bar e uma gama mínima de medição de 10 bar.
Utilizando a fórmula, a dinâmica de medição seria 100 bar/10 bar = 10:1.
Dinâmica de medição, um aspeto essencial de qualquer dispositivo de medição de pressãocomo os que têm um sinal de saída de 4 a 20 mA, descreve a extensão da diferença entre a gama de medição mais elevada possível e a gama de medição mais baixa possível. A dinâmica de medição permite definir uma gama ajustável dentro da gama de medição. Esta relação é fundamental para definir a largura de banda funcional dos instrumentos de deteção e desempenha um papel essencial na sua flexibilidade operacional e precisão.
Quais são os factores que influenciam a capacidade de alcance e a dinâmica de medição?
A capacidade de alcance de um determinado sensor de pressão depende de uma série de factores.
Uma das mais importantes é a pressão máxima que o sensor pode tolerar sem danos ou perda de desempenho, também conhecida como limite superior da gama demedição (URL). Esta é a capacidade máxima de pressão à qual o dispositivo pode funcionar em segurança.
Outro fator de influência é a pressão mínima, o limite inferior da gama de medição (URL ), que é o nível de pressão mais baixo que o dispositivo pode medir com precisão.
Estes dois factores dependem das características da célula de medição do sensor e não podem ser modificados.
O último fator é a gama de medição do sensor de pressão, que tem uma grande influência na capacidade de alcance e na dinâmica da medição. Esta gama de medição é definida como a gama entre o valor superior da gama de medição calibrada ou definida (URV) e o valor inferior da gama de medição calibrada ou definida.
Porque é que é importante compreender a variabilidade e a dinâmica da medição?
Compreender a rangeabilidade e a dinâmica da medição é crucial em muitas aplicações em que a pressão tem de ser monitorizada e controlada. Isto é particularmente importante em sistemas de controlo de fluidos e gases, onde a precisão da medição e manutenção dos níveis de pressão é crucial para o sucesso da operação.
Descubra tudo o que precisa de saber sobre a capacidade de alcance e a dinâmica de medição de um transdutor de pressão, incluindo a forma como estes atributos afectam a precisão e a eficiência de um sistema de medição de pressão.
Maximizar a precisão com a dinâmica de medição correcta
A escolha de um transdutor de pressão com a dinâmica de medição correcta pode ter um impacto significativo na precisão das leituras e, consequentemente, no desempenho global do sistema. Por exemplo, se a sua aplicação requer uma gama de pressão mensurável e controlável entre 50 e 100 unidades, um sensor com uma dinâmica de medição de 5:1 e uma pressão máxima de 500 unidades não seria adequado. A sua pressão mínima mensurável seria de 100 unidades, o que não cobriria a extremidade inferior da gama requerida.
No entanto, se a mesma aplicação utilizar um sensor com uma dinâmica de medição de 10:1 e uma pressão nominal máxima de 500 unidades, a pressão mínima mensurável seria de 50 unidades, o que cobriria perfeitamente a gama necessária. O resultado seria leituras mais precisas e um melhor controlo do processo.
De que forma é que a dinâmica da medição e a gama de valores afectam a calibração?
A dinâmica da medição e a gama de medição também desempenham um papel importante na calibração .
A calibração é o processo de ajustar a saída analógica de um sensor de pressão para que corresponda exatamente à pressão medida. Para o efeito, o instrumento é comparado com um padrão de medição de referência, gerando uma pressão de fluidos conhecidos.
Esta operação envolve a calibração do valor alto (pressão máxima SPAN) e do valor baixo (pressão mínima ZERO) do transmissor para garantir a sua exatidão.
A dinâmica de medição indica a gama dentro da qual o sensor de pressão pode ser calibrado ou ajustado. Um transdutor de pressão com uma dinâmica de medição maior pode ser calibrado com mais precisão numa gama mais ampla de pressões. Isto significa que um transmissor com uma maior dinâmica de medição oferece uma gama de calibração e ajuste mais ampla, dando-lhe maior flexibilidade numa variedade de aplicações.
Possibilidade de ajustar o intervalo da escala e a sua relação com a dinâmica da medição
Uma caraterística essencial dos sensores de pressão inteligentes (SMART) é a sua prontidão para serem reajustados (re-ranged) sem a necessidade de calibração. Ao contrário dos instrumentos analógicos, que só podem ser reescalonados através de uma recalibração, a gama de medição ou a amplitude dos sensores digitais pode ser ajustada após o fabrico na fábrica, ou no local, após a primeira instalação.
Nos instrumentos digitais, a calibração e a escala são normalmente definições separadas (ou seja, é possível alterar a escala de um transmissor de pressão inteligente sem ter de efetuar uma recalibração completa).
Assim, se os requisitos do seu processo mudarem, pode ajustar o intervalo e o zero do transmissor de pressão para satisfazer os novos requisitos sem ter de substituir o dispositivo de medição.
O escalonamento de um instrumento envolve a definição dos valores superior e inferior da escala de medição, de modo a que este reaja com a sensibilidade desejada a variações na pressão de entrada.
Por exemplo, se um transdutor de pressão tiver uma relação de redução de 10:1 e tiver sido inicialmente calibrado na fábrica para a gama de pressão máxima de 10 bar (0 bar = saída de 4 mA; 10 bar = saída de 20 mA), pode reajustá-lo no local de 0 a 1 bar (0 bar = 4 mA; 1 bar = 20 mA) para medir com precisão pressões mais baixas.
Por outro lado, se um sensor tiver uma dinâmica de medição de 10:1 e tiver sido inicialmente calibrado para a gama de pressão mínima de 1 bar (0 bar = saída de 4 mA; 1 bar = saída de 20 mA), pode reajustá-lo até 10 bar (0 bar = 4 mA; 10 bar = 20 mA) para cumprir os novos requisitos.
Esta capacidade de redimensionamento ou escala, que está diretamente ligada à dinâmica da medição, pode melhorar consideravelmente a longevidade e a adaptabilidade do dispositivo às características do processo . Isto torna-o um ativo valioso em qualquer sistema de monitorização ou controlo da pressão.
Limites da gama e dinâmica de medição
Embora uma dinâmica de medição elevada possa parecer desejável devido à sua flexibilidade, é importante ter em conta as suas limitações.
Uma dinâmica de medição muito elevada pode prometer uma vasta gama de funcionamento, mas a precisão da medição pode diminuir e degradar-se na extremidade inferior da gama de medição.
Neste caso, um sensor de pressão com uma gama mais modesta, mais adequado às condições reais de funcionamento, pode fornecer resultados mais exactos.
Reflexões finais sobre a rangeabilidade e a dinâmica de medição de um sensor de pressão
Compreender a capacidade de alcance e a dinâmica de medição de um transdutor de pressão é essencial para uma configuração correcta, uma medição precisa e um controlo eficiente dos seus processos que envolvem gases ou líquidos. Estes parâmetros não só afectam a precisão do dispositivo, como também a segurança, eficiência, flexibilidade e desempenho global do seu sistema.
Tire partido dos conhecimentos que adquiriu sobre a capacidade de alcance e a dinâmica de medição e utilize-os para otimizar o desempenho dos seus sensores de pressão. Não se esqueça que escolher um sensor de pressão com a rangeabilidade e dinâmica de medição correctas para a sua aplicação específica é um passo essencial para conseguir uma regulação e medição precisas da pressão. Agora pode tomar uma decisão informada. Continue a explorar!
Perguntas mais frequentes
1. Um transmissor de pressão com uma gama dinâmica elevada pode medir todas as pressões com exatidão?
Embora uma gama dinâmica elevada proporcione flexibilidade na medição da pressão, a exatidão pode diminuir nos extremos muito baixos e muito altos da gama. É essencial escolher um sensor com uma dinâmica de medição que corresponda aos requisitos de pressão específicos do seu sistema. Consulte um fabricante de transdutores de pressão, como a Fuji Electric, para o ajudar a determinar o transdutor mais adequado para a sua aplicação.
2. Posso alterar a capacidade de alcance do meu sensor de pressão depois de o ter instalado?
Sim, muitos transmissores de pressão oferecem uma capacidade de reescalonamento, que permite ajustar o seu intervalo de medição calibrado após a configuração inicial. No entanto, a extensão do ajuste depende da dinâmica de medição do dispositivo.
3. Todos os sensores de pressão têm a mesma dinâmica de medição?
Não, a dinâmica de medição varia de um transdutor de pressão para outro. Este é um parâmetro importante a considerar ao selecionar um transmissor para a sua aplicação específica. Os transdutores de pressão FCX da Fuji Electric oferecem uma dinâmica de medição de até 100:1, tornando-os particularmente flexíveis na utilização.
4. A medição dinâmica é importante em todas as aplicações de sensores de pressão?
Embora a dinâmica de medição seja um parâmetro crucial, a sua importância varia consoante a aplicação. Em sistemas em que os níveis de pressão variam significativamente, ou em que pequenas flutuações podem ter um grande impacto no desempenho, uma dinâmica de medição elevada é geralmente benéfica. Nos sistemas em que os níveis de pressão são estáveis, pode ser suficiente uma dinâmica de medição mais baixa.
5. Um sensor de pressão com uma elevada capacidade de alcance pode substituir vários sensores com uma capacidade de alcance inferior?
Um transmissor com alta rangeabilidade pode lidar com uma gama mais ampla de pressões, o que pode reduzir a necessidade de múltiplos transmissores. No entanto, a decisão depende de uma série de factores, incluindo os requisitos de pressão específicos do sistema e a precisão necessária em diferentes níveis de pressão.
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Sim, muitos transmissores de pressão oferecem uma capacidade de reescalonamento, que permite ajustar o seu intervalo de medição calibrado após a configuração inicial. No entanto, a extensão do ajuste depende da dinâmica de medição do dispositivo.
