DẢI ĐO (MEASURING RANGE) CỦA CẢM BIẾN LÀ GÌ?

Một cảm biến có thể đo được bao nhiêu? Để giải đáp được câu hỏi này thì cần xem xét dải đo cảm biến (measuring range) - đây là thông số quyết định trực tiếp việc cảm biến có đủ khả năng để đo lường trong hệ thống/ứng dụng hay không.

DẢI ĐO (MEASURING RANGE) CỦA CẢM BIẾN LÀ GÌ?

Dải đo cảm biến (measuring range) là khoảng giá trị nằm giữa giới hạn đo thấp nhất và giới hạn đo cao nhất, mà ở đó cảm biến có thể ghi nhận kết quả và xuất tín hiệu đúng với những thông số (độ chính xác, độ lặp lại, độ tuyến tính, thời gian phản hồi…) đã được nhà sản xuất công bố. Measuring range không liên quan đến độ chính xác của cảm biến, nó chỉ quy định phạm vi đại lượng đầu vào mà thiết bị được thiết kế để đo.

Ví dụ: Cảm biến nhiệt độ có dải đo 0 - 100 độ C thì giới hạn đo thấp nhất là 0 độ C và giới hạn đo cao nhất là 100 độ C.

Nói cách khác, phạm vi đo của cảm biến không chỉ đơn thuần là việc cảm biến có thể đo được đến đâu, mà đó chính là khoảng giá trị “an toàn” để cảm biến đảm bảo đo đúng, đo ổn định và đo lặp lại theo đúng thông số kỹ thuật trên datasheet.

DẢI ĐO CẢM BIẾN NÓI LÊN ĐIỀU GÌ?

Nhìn vào dải đo cảm biến, chúng ta có thể đọc được 3 thông tin quan trọng:

Thứ nhất là giới hạn vận hành an toàn: Dải đo cảm biến quy định ranh giới mà tại đó thiết bị sẽ đảm bảo hoạt động đúng thiết kế từ nhà sản xuất. Khi vượt qua ranh giới đó thì cảm biến có thể gây sai số đáng kể hoặc hỏng hóc vĩnh viễn do quá tải cơ học/nhiệt…

Thứ hai là mức độ phù hợp với ứng dụng thực tế: Chúng ta đều biết phạm vi đo của cảm biến cần bám sát nhu cầu sử dụng thực tế - tức là không quá rộng cũng không quá hẹp. Ví dụ, một cảm biến áp suất có dải đo từ 0 - 25 bar không thể đảm bảo độ phân giải tốt khi dùng trong hệ thống có áp suất thực tế chỉ 3 - 5 bar. Lý do chính là vì trong trường hợp này, tín hiệu ngõ ra chỉ sử dụng một phần nhỏ của toàn dải, có thể khiến sai số tuyệt đối trên giá trị đo thực tế bị khuếch đại lên nhiều lần. Đó cũng là lý do mà việc chọn đúng dải đo là rất quan trọng (dải đo cảm biến cần cao cao hơn ~20% so với nhu cầu sử dụng thực tế).

Thứ ba là dải đo có mối liên hệ mật thiết với độ chính xác: Hầu hết các dòng cảm biến công nghiệp hiện nay đều có sai số được công bố theo phần trăm của toàn dải đo (% Full Scale - %FS), chứ không phải phần trăm của giá trị đo thực tế. Điều này nghĩa là: một cảm biến áp suất dải đo 0-100 bar với sai số ±1% FS → sai số tuyệt đối là ±1 bar tại mọi điểm đo trong dải.

CÁCH TÍNH DẢI ĐO CẢM BIẾN

Thông thường, dải đo cảm biến (measuring range) được công bố chính xác trong datasheet của nhà sản xuất. Nhưng nếu bạn muốn tự mình xác định phạm vi đo của cảm biến thì có thể xem xét hai giá trị là giới hạn dưới (LRV) và giới hạn trên (URV). Khoảng giữa hai giới hạn này chính là thang đo cảm biến.

Khi tính toán dải đo cảm biến cho một ứng dụng cụ thể, nguyên tắc cần nhớ là lấy giá trị vận hành tối đa/tối thiểu dự kiến nhân với hệ số dự phòng (từ 1,2 - 2 lần, tùy mức độ biến động của hệ thống). Điều này sẽ đảm bảo cảm biến không bị đẩy sát giới hạn trong điều kiện vận hành bình thường, đồng thời giữ được độ phân giải tốt do dải đo không quá rộng so với thực tế vận hành.

GỢI Ý DẢI ĐO CẢM BIẾN CHO TỪNG ỨNG DỤNG CỤ THỂ

Dưới đây là gợi ý dải đo cảm biến dân dụng và dải đo cảm biến công nghiệp cho các ứng dụng phổ biến hiện nay:

Lưu ý: Đây là các dải đo tham khảo, để biết chính xác dải đo cho ứng dụng của mình, bạn vui lòng liên hệ 0911 660 660 để được tư vấn miễn phí nhé!

CÁC BƯỚC XÁC ĐỊNH DẢI ĐO CẢM BIẾN DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Để chọn dải đo cảm biến dân dụng và dải đo cảm biến công nghiệp phù hợp với nhu cầu ứng dụng cụ thể, người dùng có thể tham khảo 6 bước chuẩn sau đây:

• Bước 1: Xác định giá trị đo bình thường
• Bước 2: Xác định giá trị thấp nhất và cao nhất
• Bước 3: Xem xét các đỉnh hoặc điều kiện bất thường (nếu có)
• Bước 4: Đối chiếu với độ chính xác (accuracy) và độ phân giải (resolution)
• Bước 5: Kiểm tra tín hiệu đầu ra - đảm bảo tương thích PLC, bộ điều khiển, thiết bị thu nhận dữ liệu
• Bước 6: Kiểm tra điều kiện môi trường - nhiệt độ, độ ẩm, rung động, hóa chất, bụi, nước, áp suất, điều kiện lắp đặt…

CHỌN DẢI ĐO CẢM BIẾN QUÁ HẸP VÀ QUÁ RỘNG SẼ GÂY RA VẤN ĐỀ GÌ?

Như đã đề cập ở trên, việc chọn thang đo cảm biến cần phù hợp với nhu cầu ứng dụng thực tế, không được quá rộng, cũng không được quá sát.

Khi chọn dải đo cảm biến quá hẹp

Nếu giá trị thực tế của đại lượng cần đo thường xuyên tiến sát giới hạn trên/dưới của cảm biến thì thiết bị sẽ không có đủ khoảng dư để dự phòng cho các biến động bất ngờ của quá trình. Trong trường hợp đại lượng đo vượt quá giới hạn kỹ thuật cho phép thì cảm biến có thể không đảm bảo kết quả chính xác, thậm chí dễ bị nguy cơ hư hỏng nếu quá tải lớn - kéo dài.

Khi chọn dải đo cảm biến quá rộng

Tương tự, dải đo cảm biến/thang đo cảm biến quá rộng cũng mang đến nhiều bất lợi hơn là lợi ích. Nếu một hệ thống có giá trị áp suất thực tế nhỏ (3-5 bar), nhưng cảm biến có full-scale lớn (0-100 bar) thì độ lệch tín hiệu tương ứng với một đơn vị đo có thể bị nhân lên gấp nhiều lần. Trong những ứng dụng có độ chính xác được tính theo % toàn dải đo thì đây là một bất lợi rất đáng kể. Đặc biệt, việc chọn dải đo quá lớn so với nhu cầu ứng dụng thực tế sẽ làm lãng phí nhiều chi phí đầu tư.

Tóm lại, cách chọn dải đo cảm biến đúng đắn cần dựa trên vùng làm việc thực tế của ứng dụng thay vì chọn dải vừa đủ hay càng lớn càng tốt. Thông thường, phạm vi đo của cảm biến nên rộng hơn khoảng 20 - 30% so với nhu cầu thực tế là hợp lý.

Sensors Việt Nam là đơn vị phân phối chính hãng các dòng cảm biến (nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ khí, áp suất, chênh áp, vận tốc khí, vận tốc dòng chảy, đo mức, sự hiện diện…) với đa dạng dải đo - phù hợp với hầu hết các nhu cầu ứng dụng thực tế - từ dân dụng đến công nghiệp.

Mọi thông tin về dải đo cảm biến công nghiệp/dân dụng và nhu cầu mua cảm biến chất lượng cao, đầy đủ CO/CQ, bảo hành chính hãng, giá tốt và giao hàng nhanh toàn quốc, quý khách vui lòng liên hệ trực tiếp cho Sensors Việt Nam qua hotline 0911 660 660 hoặc truy cập website https://cambien.com.vn/ | https://www.sensors.vn/ để được hỗ trợ tư vấn - báo giá nhanh chóng nhất!