Độ chính xác của cảm biến (Sensor Accuracy) là một trong những thông số quan trọng nhất khi lựa chọn thiết bị đo lường. Tuy nhiên, Sensor Accuracy không chỉ là một con số phần trăm trên datasheet, mà nó còn chứa đựng nhiều ý nghĩa hơn thế. Muốn đánh giá đúng chất lượng và khả năng ứng dụng của cảm biến, chúng ta cần hiểu con số độ chính xác của cảm biến là gì, nó được tính như thế nào, trong điều kiện nào và khác gì so với các thông số phổ biến như Linearity, Repeatability hay Resolution?
ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA CẢM BIẾN LÀ GÌ?
Độ chính xác của cảm biến là mức độ chênh lệch lớn nhất giữa giá trị mà cảm biến đo được và giá trị thực/giá trị chuẩn của đại lượng đang được đo. Thông số này có thể được biểu thị dưới dạng giá trị tuyệt đối hoặc phần trăm trên toàn dải đo (Full Scale).
Để dễ hình dung, nếu một cảm biến nhiệt lắp trong môi trường có nhiệt độ thực tế là 50°C, nhưng kết quả đo của cảm biến chỉ hiển thị 49,8°C thì sai lệch giữa giá trị đo và giá trị chuẩn là 0,2°C. Con số 0,2°C chính là độ chính xác của cảm biến.
CÁCH NHẬN BIẾT/CÁCH ĐỌC THÔNG SỐ ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA CẢM BIẾN
Thông thường, chúng ta không có cách tính độ chính xác của cảm biến cụ thể. Mà thay vào đó, độ chính xác của cảm biến sẽ được hiển thị rõ ràng trong datasheet của nhà sản xuất. Thông số này có thể xuất hiện dưới ba dạng phổ biến. Việc đọc cách sẽ quyết định người dùng hiểu đúng hay hiểu sai về hiệu năng thực tế của cảm biến.
Dạng thứ nhất là phần trăm giá trị đo được tại thời điểm đo. Ví dụ, cảm biến nhiệt độ ghi accuracy ±0.5% of reading nghĩa là ở mức 100 độ C thì sai số cho phép là ±0.5 độ C, nhưng ở mức 10 độ C thì sai số chỉ còn ±0.05 độ C.
Dạng thứ hai sẽ phổ biến hơn trong cảm biến công nghiệp, đó là phần trăm trên toàn dải đo (% FS - Full Scale). Ví dụ, một cảm biến nhiệt độ có dải đo 0-150°C và accuracy ±0.25% FS thì độ chính xác của cảm biến sẽ luôn cố định ở mức ±0.375°C tại mọi điểm đo trong dải.
Dạng thứ ba ít phổ biến hơn, được gọi là giá trị tuyệt đối cố định. Thông số độ chính xác cảm biến này thường có ở các dòng thiết bị đo nhiệt độ cao cấp. Ví dụ, sai số của cảm biến được công bố là ±0.1°C hoặc ±0.15°C thì nó sẽ luôn cố định như vậy, hoàn toàn không phụ thuộc vào dải đo.
Lưu ý: Thông số độ chính xác của cảm biến (accuracy) có mối liên hệ chặt chẽ với độ tuyến tính của cảm biến (linearity). Cảm biến có độ tuyến tính tốt sẽ đảm bảo tín hiệu đầu ra biến thiên đều với sự thay đổi của đại lượng cần đo. Độ tuyến tính thấp là một trong những nguyên nhân làm giảm độ chính xác.
NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA CẢM BIẾN (SENSOR ACCURACY)
Dưới đây là những yếu tố có ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của cảm biến (sensor accuracy):
Nhiệt độ môi trường
Nhiệt độ môi trường hoạt động là một trong những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả đo của cảm biến. Khi nhiệt độ thay đổi, phần tử cảm biến và mạch điện tử có thể bị thay đổi đặc tính, dẫn đến tình trạng Temperature Drift (độ trôi theo nhiệt độ). Vì vậy, người dùng cần kiểm tra kỹ các thông số như Temperature Coefficient, Temperature Drift hoặc Accuracy theo nhiệt độ (đối với các trường hợp môi trường lắp đặt có biến động nhiệt lớn).
Điều kiện lắp đặt
Vị trí và phương pháp lắp đặt cũng là yếu tố có ảnh hưởng đến độ chính xác của cảm biến. Thông thường, với cảm biến áp suất thì hướng lắp, đặc tính đường ống và cường độ rung động có thể ảnh hưởng đến tín hiệu đo. Với các dòng cảm biến nhiệt độ thì vị trí đầu dò, khả năng tiếp xúc nhiệt và đặc tính môi trường vận hành cũng có thể làm thay đổi kết quả. Còn với các thiết bị đo chênh áp, việc đi ống impulse/kết nối pressure port không phù hợp cũng có thể gây sai số của cảm biến.
Do đó, việc lắp đặt đúng hướng dẫn của nhà sản xuất là cách để đảm bảo độ chính xác của cảm biến.
Cấp nguồn và tín hiệu
Cảm biến có nguồn cấp không ổn định/không đúng khuyến nghị từ nhà sản xuất/nhiễu điện có thể làm kết quả đo bị ảnh hưởng. Đặc biệt là với các dòng cảm biến analog 4-20mA/0-10V, người dùng cần kiểm tra cẩn thận chất lượng nguồn cấp, dây dẫn, tình trạng nối đất, shielding và cách đi dây để hạn chế nhiễu.
Tuổi thọ và độ ổn định theo thời gian của thiết bị
Hầu hết các dòng cảm biến đều có tuổi thọ nhất định (thường được công bố rõ ràng trên datasheet), sau một thời gian sử dụng thì thiết bị có thể thay đổi đặc tính do lão hóa vật liệu, tác động môi trường xung quanh hoặc các điều kiện vận hành khác. Đây cũng là lý do dẫn đến sai số của cảm biến. Vì vậy mà người dùng cần có kế hoạch kiểm tra và hiệu chuẩn cảm biến đảm bảo độ chính xác theo hướng dẫn từ nhà sản xuất.
HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG ĐẢM BẢO ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA CẢM BIẾN
Để đảm bảo độ chính xác của cảm biến trong quá trình sử dụng thì người dùng cần lưu ý những vấn đề sau:
Việc đầu tiên cần làm để đảm bảo thông số độ chính xác cảm biến là lựa chọn sản phẩm có dải đo phù hợp với nhu cầu ứng dụng thực tế. Việc đo ở vùng quá gần giới hạn dưới/giới hạn trên của dải có thể cho sai số lớn hơn so với vùng giữa dải.
Việc cần làm thứ hai để đảm bảo độ chính xác của cảm biến là lắp đặt đúng vị trí và đúng hướng dẫn của nhà sản xuất. Nhiều dòng cảm biến nhiệt độ và độ ẩm hiện nay yêu cầu khoảng cách tối thiểu với nguồn nhiệt, các thiết bị phát nhiễu điện từ hay luồng khí trực tiếp nhằm hạn chế tối đa tình trạng sai số hệ thống. Đối với các cảm biến lắp trong tủ điều khiển HVAC thì cần tránh xa quạt gió trực tiếp hoặc bề mặt kim loại hấp thụ nhiệt.
Việc cần làm thứ ba để đảm bảo tuổi thọ và sai số cảm biến là phải có kế hoạch bảo trì định kỳ, gồm: vệ sinh đầu dò, kiểm tra kết tín hiệu - cấp nguồn, theo dõi lịch sử đo để phát hiện sớm tình trạng trôi giá trị theo thời gian… Đặc biệt, người dùng cần tuân thủ chu kỳ hiệu chuẩn cảm biến đảm bảo độ chính xác theo khuyến nghị của nhà sản xuất, thường từ 6 - 12 tháng, nếu muốn duy trì độ tin cậy của toàn bộ hệ thống đo lường và tự động hóa.
HIỆU CHUẨN CẢM BIẾN ĐẢM BẢO ĐỘ CHÍNH XÁC
Hiệu chuẩn là một trong những điều cần làm để đảm bảo độ chính xác của cảm biến - cùng tìm hiểu chi tiết về hoạt động này nhé!
Hiệu chuẩn để đảm bảo độ chính xác của cảm biến là gì?
Hiệu chuẩn cảm biến hiểu đơn giản là so sánh kết quả đo hiện tại của cảm biến với một chuẩn đo lường có độ tin cậy cao nhất, trong những điều kiện xác định. Việc hiệu chuẩn cảm biến giúp người dùng xác định cảm biến đang sai lệch như thế nào so với mức chuẩn, từ đó có sự điều chỉnh phù hợp để đảm bảo độ chính xác phép đo.Các giới hạn hiệu chuẩn sẽ phải dựa trên thông số được nhà sản xuất công bố.
Các bước hiệu chuẩn để đảm bảo độ chính xác của cảm biến
Quy trình hiệu chuẩn đảm bảo độ chính xác của cảm biến cụ thể sẽ phụ thuộc vào từng dòng thiết bị, nhưng về cơ bản thường bao gồm các bước sau:
- Bước 1: Kiểm tra tình trạng cảm biến và xác định dải đo cần hiệu chuẩn (chọn ít nhất 3 - 5 điểm rải đều trong dải đo, bao gồm điểm đầu, điểm cuối và các điểm giữa).
- Bước 2: Kết nối cảm biến với thiết bị chuẩn và thiết bị đọc tín hiệu trong cùng điều kiện đo.
- Bước 3: Áp giá trị chuẩn tại từng điểm đo đã chọn theo cả hai chiều tăng và giảm để kiểm tra hiện tượng trễ, ghi nhận giá trị đầu ra của cảm biến tại mỗi điểm và so sánh với giá trị chuẩn để suy ra sai số tại từng điểm đo.
- Bước 4: Dữ liệu ở bước 3 sẽ được dùng để tính toán độ tuyến tính, độ lặp lại và sai số tổng thể của cảm biến, sau đó so sánh với ngưỡng accuracy trên datasheet để đưa ra kết luận cảm biến đạt hay không đạt yêu cầu. Nếu cảm biến bị sai lệch nhưng vẫn còn khả năng điều chỉnh thì sẽ được tiến hành hiệu chỉnh (adjustment) thông qua các nút zero - span hoặc phần mềm cấu hình phù hợp.
MUA CẢM BIẾN CHÍNH HÃNG VỚI ĐỘ CHÍNH XÁC CAO TẠI SENSORS VIỆT NAM
Tại Sensors Việt Nam, toàn bộ các sản phẩm cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, chênh áp, nồng độ khí và các dòng cảm biến chuyên dụng khác đều là hàng chính hãng, có đầy đủ CO/CQ cùng datasheet gốc từ nhà sản xuất, giúp khách hàng thuận tiện đối chiếu thông số độ chính xác của cảm biến, độ tuyến tính và các điều kiện vận hành quan trọng trước khi quyết định lựa chọn.
Không chỉ cung cấp sản phẩm cảm biến chính hãng từ các thương hiệu hàng đầu thế giới, Sensors Việt Nam còn có chính sách giá cạnh tranh, bảo hành uy tín (thường là 12 - 24 tháng), giao hàng nhanh chóng toàn quốc và có dịch vụ hỗ trợ khách hàng chọn đúng model, đúng dải đo và cấp độ chính xác phù hợp với từng ứng dụng cụ thể.
Hy vọng bài viết này đã mang đến nhiều thông tin tham khảo bổ ích về độ chính xác của cảm biến. Nếu bạn đang tìm kiếm cảm biến chính hãng, giá tốt, thông số kỹ thuật minh bạch và dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật tận tâm thì hãy liên hệ ngay với Sensors Việt Nam qua hotline 0911 660 660 hoặc truy cập website https://cambien.com.vn/ | https://www.sensors.vn/ để được tư vấn giải pháp đo lường phù hợp nhất cho hệ thống của mình nhé.