مفهوم پسماند ( Hysteresis) در اندازهگيري و ابزار دقيق و روش اندازه گيري آن
براي درك بهتر مطلب توصيه ميشود ابتدا مطلب مندرج در پست زير كه مربوط به "باند سكوت(Dead Band) " را مطالعه كنيد:
http://calibration-info.blogfa.com/post-61.aspx
مفهوم پسماند ( Hysteresis) در اندازهگيري و ابزار دقيق و روش اندازه گيري آن
محسن جزمي-مهر ۱۳۹۰
در سيستمهايي كه فاقد پسماند هستند ، در هر لحظه از زمان با توجه به مقدار ورودي ميتوان مقدار خروجي را پيش بيني کرد . اما در سيستمهايي که داراي پسماند هستند اين کار غير ممکن است ، زيرا خروجي سيستم نه تنها به ورودي بلکه تا حدي به حالت دروني سيستم نيز بستگي دارد . لذا نميتوان خروجي سيستم را بدون مد نظر قرار دادن وضعيت قبلي ورودي يا بررسي حالت دروني سيستم پيش بيني کرد .
پديده پسماند در مواد مغناطيسي ، فرو مغناطيسي ، فرو الکتريکي و هم چنين در رفتارهاي الاستيکي ، الکتريکي و مغناطيسي مواد ، اجسام و سيستمها که بين اعمال سيگنال ورودي و پاسخ متعاقب آن تاخير وجود دارد ، مشاهده ميشود .
|
|
معمولاً اثر پسماند با اثر باند سكوت در يک وسيله اندازهگيري يا سيستم ابزار دقيق تركيب شده و خودرا نمايان ميكنند ، بنابراين پسماند از تفاضل مقدار باند سکوت از حداکثر تفاوت اندازهگيري شده بين حالت بالا و پايين رونده متغير اندازهگيري ( همان سيگنال خروجي ) وقتي کل گستره اندازهگيري طي ميشود ، به دست ميآيد . بديهي است اندازهگيريها براي تعيين مقدار پسماند وقتي انجام ميگيرد که وسيله اندازهگيري يا سيستم ابزار دقيقي حالت گذرا را پشت سر گذاشته باشد و به يک حالت تعادل نسبي برسد . به مقدار پسماند ، خطاي پسماند نيز ميگويند .
نمودار نوعي براي پسماند در يك سيستم يا دستگاه اندازه گيري-
محور عمودي نمايانگر سيگنال خروجي و محور افقي نمايانگر سيگنال ورودي سيستم است. ميزان پسماند بستگي به ميزان تغييرات در محور عمودي بازاء يك مقدار يكسان سيگنال ورودي در حالات بارونده و پايين رونده دارد
روش آزمون خطاي پسماند
پسماند در اندازهگيري از کيفيت غير الاستيکي اجزاي سيستم ابزار دقيق يا وسيله اندازهگيري ، حاصل ميشود . اثر پسماند با اثر باند سکوت ترکيب ميشود و مجموع اين دو را ميتوان از روي نتايج حاصل از آن چه در آزمون باند سکوت بيان شد ، حساب کرد . فقط بايد توجه داشت که براي تعيين مقدار تجمعي اين دو اثر بايد آزمون باند سکوت در چند نقطه آزمون که در کل گستره توزيع شدهاند ، به صورت بالا و پايين رونده و هم چنين تکرار چند بار اين سيکل انجام پذيرد .
جدول زير به صورت نوعي نتايج حاصل از اندازهگيريهاي به عمل آمده بر روي يک وسيله اندازهگيري ( گزارش نتايج کاليبراسيون ) در مقايسه با استاندارد اندازهگيري مرجع براي دو سيکل بالا و پايين رونده متوالي را نشان ميدهد .
با توجه به نتايج ثبت شده در اين جدول ( گزارش کاليبراسيون ) ، مجموع اثرات پسماند و باند سکوت عبارتست از :
Hysteresis + Dead Band = + 0.22% Input Span
مقدار خطاي پسماند را ميتوان از تفاضل مقدار باند سکوت ( که نحوه تعيين مقدار آن در روش آزمون باند سکوت بيان شد ) از مقدار تجمعي فوق به دست آورد .
فقط بايد توجه داشت بيشينه مقدار اختلاف به عنوان خطاي پسماند گزارش ميشود و ميتوان آن را به صورت درصد پهنه سيگنال خروجي ( % Output Span ) بيان کرد ، بطور مقال:
Hysteresis= 0.12% Output Span (For Example)
نکته : باند سکوت بر حسب تغييرات سيگنال ورودي و خطاي پسماند بر حسب تغييرات سيگنال خروجي ، وقتي سيگنال ديگر ثابت است بيان ميشود .
|
Input % |
% Error=Readed Output Signal - Reference ValueReaded Output Signal | |||||
|
Up 1 |
Down 1 |
Down 1 – Up 1 |
Up 2 |
Down 2 |
Down 2 – Up 2 | |
|
0 |
- |
- 0.05 |
- |
- |
- 0.06 |
- |
|
10 |
+ 0.04 |
+0.05 |
+ 0.11 |
+ 0.05 |
+ 0.16 |
+ 0.11 |
|
20 |
+ 0.08 |
+ 0.26 |
+ 0.18 |
+ 0.04 |
+ 0.26 |
+ 0.17 |
|
30 |
+ 0.09 |
+ 0.25 |
+ 0.16 |
+ 0.10 |
+ 0.26 |
+ 0.16 |
|
40 |
- 0.07 |
+ 0.15 |
+ 0.22 |
- 0.04 |
+ 0.17 |
+ 0.21 |
|
50 |
-0.16 |
+ 0.01 |
+ 0.17 |
- 0.13 |
+ 0.01 |
+ 0.14 |
|
60 |
- 0.25 |
- 0.10 |
+ 0.15 |
- 0.23 |
- 0.08 |
+ 0.15 |
|
70 |
- 0.30 |
- 0.16 |
+ 0.14 |
- 0.28 |
- 0.12 |
+ 0.16 |
|
80 |
- 0.26 |
- 0.15 |
+ 0.11 |
- 0.22 |
- 0.13 |
+ 0.09 |
|
90 |
- 0.15 |
-0.05 |
+ 0.10 |
- 0.14 |
- 0.04 |
+ 0.10 |
|
100 |
+ 0.11 |
- |
- |
+ 0.10 |
- |
- |
اين وبلاگ با هدف اشاعه مفاهيم اندازه شناسي در زمينه كاليبراسيون وسائل اندازه گيري و تجهيزات ابزاردقيق در سطح ملي(ايران) ، باتوجه به روند رو به رشد كشور در بخش صنعت و نياز آزمايشگاههاي كاليبراسيون (وهمچنين آزمايشگاههاي آزمون) به پرداختن عميقتر به كاليبراسيون واندازه گيري ايجاد شده است .