کالیبراسیون ابزارها

ابزارهای کالیبراسیون از سیگنال های الکتریکی یا کمیت های فیزیکی برای کالیبراسیون سنسورها و مترها استفاده می کنند.

نمایش تمام سازندگان ابزار کالیبراسیون

انواع کالیبراتور

کالیبراتورها را می توان به طور کلی بر اساس عملکردشان طبقه بندی کرد و بیشتر بر اساس نوع ابزاری که کالیبره می کنند طبقه بندی کرد.

کالیبراتورهای اندازه گیری دقیق می توانند خروجی یک ابزار، حسگر یا عنصر را با یک استاندارد یا مرجع شناخته شده آزمایش یا مقایسه کنند.

کالیبراتورهای منبع دقیق یک سیگنال خروجی استاندارد تولید می کنند که برای کالیبره کردن یک ابزار یا ورودی سنسور استفاده می شود. استانداردهای کالیبراسیون و منابع مرجع زمانی استفاده می شود که یک ابزار خاص را نتوان با استفاده از ابزار یا کالیبراتور دیگری کالیبره کرد. در این مورد، یک استاندارد مرجع از خواص شناخته شده برای کالیبره کردن ابزار استفاده می شود. استانداردهای مرجع شامل استانداردهای وزن و جرم، استانداردهای شیمیایی، گازهای کالیبراسیون، بلوک های تست سختی و استانداردهای زمان و فرکانس است.

ابزارهای کالیبراسیون مخصوص نوع ابزاری هستند که نیاز به کالیبراسیون دارند. به عنوان مثال، یک PH متر به یک کالیبراتور PH متر نیاز دارد و یک جریان سنج به یک کالیبراتور جریان سنج نیاز دارد. بر اساس این اصل کالیبراتورها را می توان به سه گروه تقسیم کرد:

کالیبراتورهای ابزار دقیق الکتریکی، ابزارهایی را کالیبره می‌کنند که میرایی، خازن، ولتاژ، بار، اندوکتانس، توان یا سایر مشخصات الکتریکی مرتبط را اندازه‌گیری یا حس می‌کنند.

کالیبراتورهای ابزار دقیق خصوصیات فیزیکی با وسایلی که شتاب، ارتعاش، آکوستیک، جابجایی، موقعیت، نیرو، گشتاور یا سایر خواص فیزیکی را اندازه می‌گیرند استفاده می‌شوند. کالیبراتورهای ابزار دقیق فرآیندی برای کالیبره کردن ابزارهایی که رسانایی، جریان، عوامل محیطی، کیفیت آب، pH و سایر خواص را اندازه گیری می کنند، استفاده می شود.

مشخصات سیگنال کالیبراسیون

نوع سیگنال

سیگنال های کالیبراسیون رایج عبارتند از:

ولتاژ متناوب - دستگاه ها ولتاژ متناوب تولید می کنند که می تواند برای کالیبره کردن منابع ولتاژ متناوب یا سنسورها یا ابزارهای دیگر استفاده شود.

ولتاژ DC - دستگاه ها ولتاژ DC تولید می کنند که می تواند برای کالیبره کردن منابع ولتاژ DC یا سایر سنسورها یا ابزارها استفاده شود . جریان AC - دستگاه ها جریان AC تولید می کنند که می تواند برای کالیبره کردن منابع جریان AC یا سایر سنسورها یا ابزارها استفاده شود. جریان DC - دستگاه ها جریان های DC را تولید می کنند که می توانند برای کالیبره کردن منابع جریان DC یا سنسورها یا ابزارهای دیگر استفاده شوند. رایج ترین ابزارها کالیبراتورهای فرستنده هستند که جریان های mA (مثلا 4 تا 20 میلی آمپر) تولید می کنند.

ابزارهای کالیبراسیون که جریان پالس، محدوده پالس یا محدوده فرکانس تولید می کنند نیز در دسترس هستند.

گزینه های شکل موج

مولدهای سیگنال و شکل موج برای تولید موج سینوسی، موج مربعی، موج مثلثی یا سایر شکل موج های از پیش تعریف شده طراحی شده اند.

موج سینوسی بهترین شکل موج است، زیرا شکل سیگنال الکتریکی AC (ایده آل) از دیوار است. اینورترهای با بالاترین کیفیت یک خروجی موج سینوسی واقعی تولید می کنند که به قطعات نسبتاً گران قیمت در اینورتر نیاز دارد. خروجی‌های موج سینوسی واقعی معمولاً فقط در مدل‌های سطح بالاتر یافت می‌شوند.

موج مربعی یک نسخه مسطح از یک موج سینوسی است. به جای اینکه ولتاژ به آرامی از حداکثر منفی به حداکثر مثبت افزایش یابد و دوباره برگردد، ناگهان از منفی به مثبت تغییر می کند، نیم سیکل در آنجا می ماند و سپس به منفی کامل می پرد و نیم سیکل در آنجا می ماند، سپس تکرار می کند.

موج پله ای یک موج شبه مربعی یا موج سینوسی است - آنها معمولاً اینورترهای توان ارزان قیمت هستند که یک موج سینوسی را با استفاده از شکل موج پلکانی تقلید می کنند. سیگنال شکل موج خروجی به طور ناگهانی از صفر ولت به یک مقدار حداکثر و سپس به طور ناگهانی دوباره به مقدار صفر تغییر می کند. پس از مدت کوتاهی خاموش، سیگنال دوباره به طور ناگهانی به حداکثر ولتاژ منفی تغییر می کند و سپس به طور ناگهانی دوباره به صفر برمی گردد.

موج مثلثی به دلیل تقریب آن با تیغه اره گاهی اوقات به عنوان موج دندانه اره نیز شناخته می شود.

مثال های موج.

اکثر سازندگان ابزارهای کالیبراسیون را با طیفی از مقادیر سیگنال که شامل مقادیر حداقل و حداکثر است، مشخص می کنند.

مشخصات عمومی

انتخاب ابزار کالیبراسیون نیازمند تجزیه و تحلیل خواص فیزیکی، الکتریکی، فرآیندی، محیطی و ترمودینامیکی است.

خواص فیزیکی نشان می دهد که آیا می توان از ابزارهایی برای کالیبره کردن دستگاه هایی که شتاب، ارتعاش، آکوستیک، جابجایی، موقعیت، نیرو، بار یا گشتاور را حس می کنند یا اندازه گیری می کنند، استفاده کرد.

خواص الکتریکی نشان می‌دهد که آیا ابزارهای کالیبراسیون می‌توانند برای کالیبره کردن دستگاه‌هایی که تضعیف، خازن، بار، اندوکتانس، توان، مقاومت یا امپدانس را حس می‌کنند یا اندازه‌گیری می‌کنند، استفاده شوند.

ابزارهای کالیبراسیون که ویژگی‌های فرآیند، محیطی و ترمودینامیکی را حس و اندازه‌گیری می‌کنند با متغیرهای زیادی استفاده می‌شوند. به عنوان مثال می توان به رسانایی، جریان مایع، غلظت گاز، رطوبت، محتوای رطوبت، نقطه شبنم، پتانسیل کاهش اکسیژن (ORP)، هیدروژن پتانسیل (pH) و مقاومت اشاره کرد. محصولات تخصصی برای کالیبره کردن آشکارسازهای دمای مقاومتی (RTD)، ترمیستورها و ترموکوپل ها استفاده می شوند.

سبک کالیبراتور

فرم فاکتورهای مختلفی برای ابزارهای کالیبراسیون وجود دارد.

• دستگاه های دستی طوری طراحی شده اند که به صورت دستی و در حالی که در یک دست نگه داشته می شوند، کار کنند.

• دستگاه های قابل حمل لزوماً دستی نیستند، اما ممکن است شامل چرخ، دستگیره یا کیف حمل برای سهولت در جابجایی باشند. این کالیبراتورها به همراه کالیبراتورهای دستی برای استفاده میدانی یا از راه دور مناسب هستند.

• ابزارهای ثابت برای نصب و/یا استفاده در یک مکان طراحی شده اند.

• دستگاه های روی میز و پانل نیز موجود هستند.

• ابزارهای کالیبراسیون مدولار را می توان به سنسورها یا محدوده های ورودی مختلف متصل کرد.

• باتری ها را می توان برای عملکرد کامل در برخی از دستگاه های کالیبراسیون استفاده کرد، در حالی که برخی دیگر دارای باتری به عنوان پشتیبان هستند.

• مودم ها یا فرستنده های RF را می توان در ابزار کالیبراسیون گنجاند.

رابط کاربری

ابزارهای کالیبراسیون گزینه های رابط کاربری مختلفی را ارائه می دهند.

• نمایشگرهای آنالوگ از یک متر یا نشانگر بصری ساده مانند یک سوزن یا دیود ساطع نور (LED) تشکیل شده اند.

• پنل های جلویی آنالوگ ورودی های کاربر مانند پتانسیومتر، شماره گیری و سوئیچ را فراهم می کنند.

• دستگاه های دیجیتال مقادیر عددی را نمایش می دهند و می توان آنها را با صفحه کلید یا منوهای دیجیتال تنظیم یا برنامه ریزی کرد.

• لوله های پرتو کاتدی (CRT)، نمایشگرهای کریستال مایع (LCD) یا سایر نمایشگرهای چند خطی خروجی بصری کنترل ها و نتایج را برای کاربر فراهم می کنند.

• رابط کامپیوتری می تواند یک ابزار کالیبراسیون را کنترل یا نظارت کند.

• نرم افزار کاربردی یکپارچه برای استفاده با ابزار یا داده های آن بر روی یک کامپیوتر میزبان اجرا می شود.

• رابط های سریال رایج عبارتند از RS232، RS485 و گذرگاه سریال جهانی (USB).

• رابط های موازی محبوب شامل گذرگاه رابط کاربری عمومی (GPIB) است که استانداردی به نام IEEE 488 نیز شناخته می شود.

استانداردهای مقررات

دستگاه‌هایی که مقادیر فیزیکی تولید می‌کنند معمولاً با استانداردهای مؤسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST)، Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTP)، خدمات اعتبارسنجی اندازه‌گیری ملی بریتانیا (NAMAS) یا Bureau Nationale Metrologie فرانسه (BNM) قابل ردیابی هستند. ). استانداردهای تنظیم شده از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند زیرا قرائت های کالیبراسیون باید با خوانش های سایر مؤسسات یا آزمایشگاه ها سازگار و با دقت قابل مقایسه باشد.

منبع

globalspec