Un trasduttore di pressione è un dispositivo da pressione a corrente (o P/I) utilizzato per convertire i segnali di controllo analogici del loop pneumatico di 3-15 PSI o di altre pressioni misurate in segnali di controllo analogici del loop elettrico di 4-20 mA. I trasduttori di pressione costituiscono una delle due parti utilizzate nella maggior parte degli strumenti da campo: l'altra è rappresentata da un elemento primario, come tubi di portata, orifizi tarati, sensori di pressione e altro ancora. I trasduttori elaborano il segnale generato dall'elemento primario caratterizzandolo dapprima in formato lineare e applicandogli coefficienti in unità ingegneristiche per poi trasmetterlo in mA analogici.
L'importanza della calibrazione dei trasduttori di pressione
Le prestazioni dei trasduttori di pressione sono fondamentali per i sistemi di controllo di processo; tali strumenti sono spesso installati in ambienti operativi gravosi che ne determinano il cambiamento di prestazioni nel tempo. Per evitare guasti ai trasduttori di pressione e mantenere il livello operativo di tali strumenti entro i limiti previsti, sono necessarie operazioni periodiche di verifica, manutenzione e calibrazione.
Oltre a mantenere invariate le prestazioni del trasduttore di pressione, una corretta calibrazione garantisce che gli impianti ISO/IEC 17025 continuino a generare risultati validi.
Come calibrare un trasduttore di pressione
Il dispositivo utilizzato in questo esempio è un P/I con valvole di ingresso di pressione di 3-15 PSI per 0% e 100% con range di uscita (dall'alimentazione del loop) di 1-5 mV per 0% e 100%, +/- 2%. Questo esempio passo-passo include: 1) l'esecuzione di un test ascendente su tre punti "as found" (pre-regolazione) (3↑) a 0-50-100% e rilevamento dei risultati, 2) la regolazione dello zero e della scala (100 %) del P/I, 3) l'esecuzione di un test "as left" (post-regolazione) ascendente su tre punti a 0-50-100% e il rilevamento di tali risultati con il calibratore di processo con funzione di documentazione Fluke 754.
Passo 1. Collegare il modulo di pressione al DPC 754. Collegare l'ingresso del P/I e l'uscita di una pompa di pressione manuale all'ingresso del modulo di pressione utilizzando un connettore a "T" (figura 1). Se si utilizza un modulo di pressione differenziale, assicurarsi (per questo esempio) che si tratti di un modulo da 15 PSI e collegarlo all'ingresso contrassegnato con "H".
Figura 1Passo 2. Collegare dal centro 2 connettori a banana del DPC all'ingresso del P/I dove viene fornita l'alimentazione loop (figura 1).
Passo 3. A questo punto, premere il pulsante "SETUP" (CONFIGURA) sul DPC. Il cursore dovrebbe apparire sull'alimentazione del loop. Premere "ENTER" (INVIO), quindi scorrere con la freccia in basso su Enabled (Abilitato) e premere "ENTER" (INVIO). Premere il tasto softkey "DONE" (FATTO)
Passo 4. Una volta effettuati i collegamenti, supponendo che ci si trovi nello stato di accensione (o nella schermo relativo alla misurazione), selezionare il pulsante mA.
Passo 5. A questo punto, premere il pulsante "MEASURE/SOURCE" (MISURAZIONE/SORGENTE) in modo da visualizzare lo schermo relativo alla sorgente (figura 2).
Figura 2Passo 6. Per generare una pressione (utilizzando una pompa manuale), premere il pulsante "PRESSURE" (PRESSIONE) (direttamente sopra l'HART) (figura 3).
Figura 3Passo 7. A questo punto, premere il pulsante "MEASURE/SOURCE" (MISURAZIONE/SORGENTE) una volta per attivare la modalità a schermo diviso (figura 4).
Passo 8. Adesso premere "As Found", selezionare "INSTRUMENT" (STRUMENTO) e premere "ENTER" (INVIO), quindi compilare il modello come indicato nella figura 5.
Premere "DONE" (FATTO). Ora si dovrebbe visualizzare lo schermo diviso e le opzioni dei tasti softkey "ABORT" (INTERROMPI), "AUTO TEST" (TEST AUTOMATICO) e "MANUAL TEST" (TEST MANUALE).
Passo 9. Selezionare "MANUAL TEST" (TEST MANUALE) e osservare il DPC per visualizzare la richiesta: "Go to 3 PSI" (Vai su 3 PSI) (figura 6).
A questo punto, utilizzando la pompa manuale, pompare fino a quando il display del DPC non si avvicina sufficientemente a 3 PSI e premere "ACCEPT POINT" (PUNTO DI ACCETTAZIONE). Ora nel DPC dovrebbe essere visibile il messaggio "Go to 9 PSI" (Vai su 9 PSI). Ancora una volta, utilizzando la pompa manuale, pompare fino a avvicinarsi sufficientemente a 9 PSI e premere "ACCEPT POINT" (PUNTO DI ACCETTAZIONE). Quando il DPC risponde con "Go to 15 PSI" (Vai su 15 PSI), pompare fino a raggiungere tale valore e premere "ACCEPT POINT" (PUNTO DI ACCETTAZIONE).
A questo punto, è importante comprendere una caratteristica fondamentale del DPC. Quando l'errore viene calcolato sui mA misurati dal DPC, effettuerà il calcolo in base alla deviazione della quantità di pressione generata. Ciò significa che, se vengono generati 3.120 PSI (1% della scala sopra il valore nominale), il DPC cercherà una lettura di 4.160 mA (anch'essa l'1% della scala sopra il valore nominale). Per poter effettuare una corretta valutazione del dispositivo, è sufficiente avvicinarsi sufficientemente ai valori di pressione nominale con la pompa manuale. L'errore rimanente della pressione della sorgente viene compensato dal DPC durante i calcoli di misura dei mA.
Passo 10. Una volta che il DPC ha completato questa valutazione, verrà visualizzata la schermata di riepilogo post-test con le colonne SOURCE, MEASURE ed ERROR (SORGENTE, MISURA ed ERRORE) (figura 7).
Passo 11. A questo punto, viene visualizzata la schermata Tag entry (Inserimento tag) (figura 8).
Premere il tasto "ENTER" (INVIO) per modificare le voci e premere "DONE" (FATTO) al termine dell'operazione finché non viene nuovamente visualizzato lo schermo diviso con le opzioni dei tasti softkey "AS LEFT", "ADJUST" (REGOLA), "SAVE" (SALVA) E "MORE CHOICES" (ALTRE OPZIONI).
Passo 12. A questo punto, selezionare "ADJUST" (REGOLA) e il DPC genererà 0%, mostrerà il messaggio "Go to 3 PSI" (Vai su 3 PSI) e misurerà 4 mA al 2%. Fintanto che l'errore supera il 2%, la finestra di errore nella metà dello schermo relativo alla misurazione sarà a colori invertiti. Regolare lo zero su P/I finché l'errore non risulta inferiore al 2%. Selezionare quindi "Go to 100%" (Vai su 100%) e regolare la scala allo stesso modo.
Passo 13. Dopo aver completato la regolazione, selezionare "AS LEFT", "DONE" (FATTO) e "MANUAL TEST" (TEST MANUALE) e ripetere la fase 9. Se la regolazione è stata completata correttamente, tutti gli errori nel riepilogo post-esecuzione dovrebbero essere visualizzati in modo normale. (Figura 9).
Passo 14. Selezionare "DONE" (FATTO) per 3 volte per terminare l'operazione.
Certificato di calibrazione del trasduttore di pressione
Il certificato di calibrazione fornisce tracciabilità e identifica la qualità del trasduttore di pressione nel tempo. Il certificato è necessario per l'ottemperanza ai requisiti di legge secondo la norma ISO/IEC 17025 e, inoltre, fornisce ad altri soggetti, inclusi collaboratori e clienti, una verifica della validità e della qualità dei dati. Ecco gli elementi principali da includere nel certificato di calibrazione del trasduttore di pressione:
- Informazioni nell'intestazione: il logo dell'azienda va a destra e il logo dell'ente di accreditamento del laboratorio a sinistra. Hanno le stesse dimensioni in proporzione e sono basati sulle norme relative al marchio aziendale.
- Titolo report: è preferibile utilizzare "Certificato di calibrazione" al posto di "Report di calibrazione".
- Luogo del laboratorio: questo elemento è posizionato immediatamente sotto il titolo.
- Informazioni sull'unità sottoposta a test
- Descrizione
- Produttore (come identificato nello strumento)
- Numero modello
- Numero di serie
- Informazioni relative all'evento di calibrazione
- Data di emissione (quando è stato emesso il certificato)
- Numero di certificato univoco
- Data calibrazione
- Data di scadenza della calibrazione (questo campo può essere lasciato vuoto se l'informazione non è nota)
- Condizioni ambientali (in base alle condizioni in cui è avvenuta la calibrazione, solitamente nel sistema internazionale di unità di misura e possono essere omesse se non rilevanti per la calibrazione)
- Dichiarazione di calibrazione che identifica il requisito di tracciabilità specifico dell'evento di calibrazione. Ad esempio, la norma ISO 17025 richiede che le strutture siano riconducibili al sistema internazionale di unità di misura (SI), che può essere realizzato tramite un istituto metrologico nazionale (NMI) adeguatamente riconosciuto, come il NIST negli Stati Uniti, il PTB in Germania o il NIM in Cina.
Dalla pagina 2 in poi: si tratta del report effettivo, quindi alcune delle informazioni presenti sulla copertina verranno ripetute.
- Informazioni sulle norme (in formato tabella)
- Strumenti specifici utilizzati
- Descrizione del dispositivo (ad es. produttore e numero modello)
- Data calibrazione
- Data di scadenza della calibrazione per lo strumento
- Dati di calibrazione (in formato tabella)
- Parametri (ad es. resistenza, verifica della misurazione della tensione CC)
- Valore effettivo
- Valore misurato
- Errore assoluto
- Tolleranza del test
- Incertezza estesa
Il certificato di calibrazione deve includere un adesivo di calibrazione, un'area per la firma, l'indirizzo e il numero di telefono dell'ente di accreditamento del laboratorio, i numeri di pagina e il numero totale di pagine (ad es. pagina 1 di 7) e le date di revisione.
Servizio di calibrazione del trasduttore di pressione
Per il servizio di calibrazione del trasduttore di pressione, rivolgersi a un laboratorio di calibrazione di terze parti. Se occorre calibrare più strumenti, considerare il business case e il ROI per l'acquisto di un calibratore e di eseguire le calibrazioni internamente.