هنگام خریداری یک تجهیز اندازه‌گیری مانند سنسور و یا ابزاردقیق، برای انتخاب محصولی با کیفیت بالا باید با برخی از ویژگی‌های این تجهیزات مانند خطا، قابلیت تفکیک، هیسترزیس و ... که توسط سازنده آن ابزار دقیق ارائه می‌گردد، آشنا باشید. در مطلب زیر به طور کامل به برخی از ویژگی‌های استاتيكی ترانسدیوسر پرداخته میشود:
از ویژگی‌های مهم تجهیزات اندازه‌گیری (ویژگی های استاتيكی ترانسدیوسر) می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
در ادامه به توضیح کامل هر کدام از پارامترهای مهم سنسورها می‌پردازیم
1. خطا (Error) و صحت (Accuracy)
از مهم‌ترين ویژگی‌های ابزاردقیق كه بالاترین کاربرد (صحيح و يا غلط) را در تجهیزات اندازه‌گیری دارد، صحت آن است. در واقع صحت (Accuracy)، به صورت درصد خطا مشخص مي‌گردد. که در آن خطا عبارت است از تفاوت بين خروجي حقيقی (صحيح) تجهیز اندازه‌گیر و خروجی واقعی (قرائت شده) آن. در هر حال، در زمان به کارگیری انواع ابزاردقیق بايد به روش محاسبه صحت آن‌ها توجه داشت تا مشخص شود كه كارخانه سازنده تجهیز، چه نوع صحتی را برای آن محاسبه و ارائه کرده است.
2. قابلیت تفکیک (Resolution)
مطابق تعریف، پایین‌ترین اندازه از تغييرات ورودی به ترانسدیوسر كه منجر به تغييراتی محسوس در خروجی آن شود را قدرت تفكيك ابزاردقیق (Resolution) می‌نامند. براي مثال يك مبدل نوری با چهار سوراخ كه بر روی يك محور دوار نصب شده باشد، قدرت تفكيكی معادل 90 درجه خواهد داشت. پس محور بايد 90 درجه بچرخد تا خروجي، تغيير را حس كند.
3. دقت (Precision) و تكرارپذيری (Repeatability)
اين كميت، مشخص كننده پراكندگی مقادير خروجی در اندازه‌گيری‌های متوالی يك مقدار ثابت از ورودی می‌باشد.
هنگام به کارگیری تكرارپذيری، باید به این نکته توجه کرد كه كارخانه سازنده، این کمیت را با چه روشی محاسبه و ارائه کرده است. البته باید در نظر داشت که اگر يك تجهیز اندازه‌گیر دارای صحت كافی نبوده اما تكرارپذيری قابل قبول داشته باشد يعنی دامنه پراكندگی آن كوچك باشد، هم چنان اين تجهیز اندازه‌گیر (سنسور) می‌تواند مفيد بوده و قابل استفاده باشد. به این صورت که انحراف آن می‌تواند با تنظيم صفر در پيش پردازنده‌های سيگنال، حذف شده و مقادير واقعی از سنسور به دست بیاید.
پس به طور كلي، تجهیز اندازه‌گیر تكرارپذير حتی اگر دارای صحت كافی نباشد، هم چنان قابل استفاده است و این امر نشان دهنده آن است که در تجهیزات اندازه‌گیر، تكرارپذيری (Repeatability) و دقت (Precision) مفاهيم مشابهی دارند.
4. هیسترزیس (Hysteresis)
ویژگی و يا نشان دهنده “تكرارپذيری دوباره” خروجی يك ترانسدیوسر است. مقدار خاصی از ورودي در حالت افزايش ممكن است خروجی توليد كند كه با خروجی توليد شده با همان مقدار ورودی (اما در حالت كاهشی) اختلاف داشته باشد. به همين دليل است كه به طور معمول باید دو نوع اطلاعات از كاليبراسيون افزايشی و كاهشی به دست آورد.
علت روی دادن وضعیت هیسترزيس، به خاطر ساختار فيزيكی مبدل است كه مقداري از ورودیهای اعمال شده قبلی را به علت هيسترزيس خود حفظ میكند. بنابراین در بررسی هیسترزیس یک مبدل، باید به نکات زیر توجه شود:
5. خطی بودن (Linearity)
به طور ايده‌آل منحنی انتقال يك مبدل (نوع صفر) يك خط مستقيم است. با يك تغيير در مقدار ورودی، چه خروجی در محدوده25 % يا محدوده75 % مقدار حداکثر باشد؛ اثر مشابهی در خروجی خواهد داشت. این ویژگی ممكن است به روش‌های گوناگونی مطرح شود. سه روش متداول خطی بودن عبارت اند از:
در نهایت با محاسبه خطی بودن به یکی از سه روش فوق، نتیجه آن به صورت درصدی مثبت و منفی از بالاترین مقدار خروجی گزارش میشود.در چنین روشی، خطی مستقيم بين ابتدا و انتهاي منحني كاليبراسيون، رسم مي‌شود. اگر براي اين كار از مقادير محاسباتي صفر و مقدار نهايي استفاده شود به منحني به دست آمده منحنی“تئوريكی خطی” میگويند. پس از رسم اين خط، باید ماکزيمم انحرافات بالا و پايين خط مستقيم مشخص شود.
در این مطلب ویژگی‌های تجهیزات اندازه‌گیری مانند خطا، دقت، قدرت تفکیک، خطی بودن و ... شرح داده شد. فرمول محاسبه درصد خطا بیان شده و هم‌چنین تعریفی از تکرارپذیری ارائه شد. در انتها نیز سه روش متداول محاسبه خطی بودن، با نام‌های نقطه نهايی (End Point)، خط مستقيم مستقل، حداقل مربعات معرفی شدند.
مباحث بیش‌تر و تمامی فرمول‌های محاسباتی مرتبط با پارامترهای مهم سنسور و تجهیزات اندازه گیری را در مقاله ویژگی های تجهیزات اندازه گیری (پارامترهای مهم یک سنسور) جست و جو کنید.
