Bagaimana untuk mengira ketidakpastian sel beban?

Hey! Sebagai pembekal sel beban, saya mendapat banyak soalan akhir-akhir ini tentang cara mengira ketidakpastian sel beban. Ia adalah topik yang penting, terutamanya apabila anda bergantung pada ukuran yang tepat untuk aplikasi anda. Jadi, saya fikir saya akan memecahkannya untuk anda dalam catatan blog ini.

Apakah Ketidakpastian Sel Beban?

Perkara pertama dahulu, mari kita fahami apa yang kita maksudkan dengan ketidakpastian sel beban. Dalam istilah mudah, ketidakpastian ialah anggaran julat di mana nilai sebenar pengukuran terletak. Apabila anda menggunakan sel beban untuk mengukur daya atau berat, terdapat pelbagai faktor yang boleh menyebabkan nilai yang diukur menyimpang daripada nilai sebenar. Faktor-faktor ini menyumbang kepada ketidakpastian sel beban.

Faktor yang Mempengaruhi Ketidakpastian Load Cell

Terdapat beberapa faktor yang boleh menjejaskan ketidakpastian sel beban. Mari kita lihat beberapa yang paling biasa:

1. Bukan - Lineariti

Bukan lineariti ialah ukuran berapa banyak keluaran sel beban menyimpang daripada garis lurus. Dalam dunia yang ideal, hubungan antara daya yang dikenakan dan isyarat keluaran sel beban akan menjadi linear sempurna. Walau bagaimanapun, pada hakikatnya, sentiasa terdapat beberapa tahap bukan lineariti. Ini boleh disebabkan oleh struktur mekanikal sel beban, seperti bentuk elemen spring atau cara tolok terikan dipasang.

2. Histeresis

Histeresis berlaku apabila output sel beban berbeza untuk beban yang digunakan yang sama, bergantung pada sama ada beban semakin meningkat atau berkurangan. Sebagai contoh, apabila anda menggunakan beban pada sel beban dan kemudian mengeluarkannya, output mungkin tidak kembali tepat kepada nilai asalnya. Ini disebabkan oleh geseran dalaman dan sifat keanjalan bahan sel beban.

3. Kebolehulangan

Kebolehulangan merujuk kepada keupayaan sel beban untuk memberikan output yang sama untuk beban yang digunakan yang sama apabila ujian diulang di bawah keadaan yang sama. Jika sel beban mempunyai kebolehulangan yang lemah, ini bermakna terdapat variasi ketara dalam nilai yang diukur setiap kali beban yang sama digunakan. Ini boleh disebabkan oleh faktor seperti bunyi elektrik, getaran mekanikal atau haus dan lusuh komponen sel beban.

4. Kesan Suhu

Suhu boleh memberi kesan yang ketara ke atas prestasi sel beban. Perubahan dalam suhu boleh menyebabkan dimensi sel beban berubah, yang boleh menjejaskan tolok terikan dan dengan itu isyarat keluaran. Selain itu, suhu juga boleh menjejaskan sifat elektrik tolok terikan, seperti rintangannya. Kebanyakan sel beban direka bentuk dengan pampasan suhu untuk meminimumkan kesan ini, tetapi masih terdapat beberapa baki ketidakpastian disebabkan oleh variasi suhu.

Mengira Ketakpastian Sel Beban

Sekarang setelah kita memahami faktor yang mempengaruhi ketidakpastian sel beban, mari kita bincangkan tentang cara mengiranya. Pengiraan ketidakpastian sel beban biasanya berdasarkan pendekatan statistik. Berikut adalah langkah-langkah umum:

1. Kenalpasti Punca Ketidakpastian

Seperti yang kita bincangkan sebelum ini, terdapat beberapa sumber ketidakpastian, termasuk bukan lineariti, histerisis, kebolehulangan dan kesan suhu. Anda perlu mengenal pasti semua sumber ketidakpastian yang berkaitan untuk sel beban dan aplikasi khusus anda.

2. Anggarkan Ketidakpastian bagi Setiap Sumber

Setelah anda mengenal pasti punca ketidakpastian, anda perlu menganggarkan ketidakpastian bagi setiap sumber. Ini boleh dilakukan melalui ujian penentukuran, spesifikasi pengeluar atau data sejarah. Sebagai contoh, pengilang boleh memberikan ralat bukan lineariti sebagai peratusan keluaran skala penuh. Anda boleh menggunakan nilai ini sebagai anggaran ketidakpastian akibat bukan lineariti.

3. Gabungkan Ketidakpastian

Selepas menganggarkan ketidakpastian untuk setiap sumber, anda perlu menggabungkannya untuk mendapatkan ketidakpastian keseluruhan sel beban. Ini biasanya dilakukan menggunakan kaedah punca - jumlah - daripada - kuasa dua (RSS). Formula untuk kaedah RSS ialah:

[U_{total}=\sqrt{U_{1}^{2}+U_{2}^{2}+\cdots+U_{n}^{2}}]

dengan (U_{total}) ialah jumlah ketidakpastian, dan (U_{1}, U_{2},\cdots, U_{n}) ialah ketidakpastian yang disebabkan oleh setiap sumber.

Katakan anda telah menganggarkan ketidakpastian disebabkan oleh bukan - lineariti ((U_{nl})), histerisis ((U_{h})), kebolehulangan ((U_{r})) dan kesan suhu ((U_{t})). Ketidakpastian keseluruhan sel beban ialah:

[U_{total}=\sqrt{U_{nl}^{2}+U_{h}^{2}+U_{r}^{2}+U_{t}^{2}}]

Contoh Pengiraan

Mari kita lihat contoh untuk menggambarkan cara mengira ketidakpastian sel beban. Katakan anda mempunyai sel beban dengan spesifikasi berikut:

• Ralat bukan lineariti: ±0.1% daripada keluaran skala penuh
• Ralat histerisis: ±0.05% daripada keluaran skala penuh
• Ralat kebolehulangan: ±0.03% daripada keluaran skala penuh
• Pekali suhu baki sifar: ±0.002%/°C keluaran skala penuh
• Pekali suhu sensitiviti: ±0.001%/°C keluaran skala penuh

Keluaran skala penuh sel beban ialah 1000 N, dan julat suhu semasa pengukuran ialah dari 20°C hingga 30°C.

Pertama, mari kita mengira ketidakpastian akibat kesan suhu. Perubahan suhu (\Delta T = 30 - 20=10^{\circ}C).

Ketidakpastian disebabkan oleh pekali suhu baki sifar ((U_{t1})) ialah:

[U_{t1}=0.002%\times10\times1000 = 0.2N]

Ketidakpastian disebabkan oleh pekali suhu kepekaan ((U_{t2})) ialah:

[U_{t2}=0.001%\times10\times1000 = 0.1N]

Jumlah ketidakpastian akibat kesan suhu ((U_{t})) ialah:

[U_{t}=\sqrt{U_{t1}^{2}+U_{t2}^{2}}=\sqrt{0.2^{2}+0.1^{2}}=\sqrt{0.04 + 0.01}=\sqrt{0.05}\approx0.22N]

Ketidakpastian disebabkan oleh bukan lineariti ((U_{nl})) ialah:

[U_{nl}=0.1%\times1000 = 1N]

Ketidakpastian akibat histerisis ((U_{h})) ialah:

[U_{h}=0.05%\times1000 = 0.5N]

Ketidakpastian disebabkan kebolehulangan ((U_{r})) ialah:

[U_{r}=0.03%\times1000 = 0.3N]

Sekarang, mari kita hitung ketidakpastian keseluruhan sel beban menggunakan kaedah RSS:

[U_{total}=\sqrt{U_{nl}^{2}+U_{h}^{2}+U_{r}^{2}+U_{t}^{2}}=\sqrt{1^{2}+0.5^{2}+0.3^{2}+0.22^{2}}= +\sqrt{1.2}}= +\sqrt{1.2} 0.0484}=\sqrt{1.3884}\approx1.18N]

Kepentingan Mengetahui Ketidakpastian Load Cell

Mengetahui ketidakpastian sel beban adalah penting untuk beberapa sebab. Pertama, ia membantu anda memastikan ketepatan ukuran anda. Jika anda menggunakan sel beban dalam aplikasi kritikal, seperti dalam proses pembuatan yang memerlukan pengukuran daya yang tepat, memahami ketidakpastian boleh membantu anda menentukan sama ada sel beban itu sesuai untuk kerja itu.

Kedua, ia membolehkan anda menilai kualiti sel beban anda. Dengan membandingkan ketidakpastian yang dikira dengan spesifikasi pengeluar, anda boleh mengenal pasti sebarang isu yang berpotensi dengan sel beban dan mengambil tindakan yang sewajarnya.

Tawaran Sel Muatan Kami

Di syarikat kami, kami menawarkan pelbagai jenis sel beban untuk memenuhi keperluan anda. Sama ada anda sedang mencari aSel Beban Mampatan,Sel Beban Jenis Keluli Tahan Karat S, atauSel Beban S Keluli Aloi, kami membantu anda. Sel beban kami direka bentuk dengan ketepatan tinggi dan ketidakpastian yang rendah untuk memastikan ukuran yang boleh dipercayai dan tepat.

Kesimpulan

Mengira ketidakpastian sel beban ialah langkah penting dalam memastikan ketepatan ukuran daya dan berat anda. Dengan memahami faktor yang mempengaruhi ketidakpastian dan mengikut langkah yang digariskan dalam catatan blog ini, anda boleh mengira ketidakpastian sel beban anda dan membuat keputusan termaklum tentang kesesuaiannya untuk permohonan anda. Jika anda mempunyai sebarang soalan atau berminat untuk membeli sel beban, sila hubungi kami untuk mendapatkan maklumat lanjut dan untuk memulakan perbincangan perolehan.

Rujukan

• OIML R60: Pengesyoran untuk Sel Beban, Pertubuhan Metrologi Undang-undang Antarabangsa.
• ASTM E4: Amalan Standard untuk Pengesahan Berkuasa Mesin Pengujian, Persatuan Pengujian dan Bahan Amerika.