Hysteresis trong hiệu chuẩn áp suất – Những điều cần biết

Hiệu chuẩn áp suất (pressure calibration) đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của các thiết bị đo trong nhiều ngành công nghiệp. Một yếu tố thường bị bỏ qua nhưng cực kỳ quan trọng trong quá trình này là hysteresis. Hiểu rõ về hysteresis có thể giúp cải thiện đáng kể độ chính xác và tính nhất quán của các phép đo áp suất.

Hysteresis là gì?

Hysteresis là hiện tượng đầu ra của một thiết bị đo phụ thuộc không chỉ vào giá trị đầu vào hiện tại mà còn vào lịch sử tác động của đầu vào. Nói cách khác, khi đo ở cùng một giá trị áp suất, thiết bị có thể cho kết quả khác nhau tùy thuộc vào việc áp suất đang tăng lên hay giảm xuống. Sự khác biệt này được gọi là độ trễ hysteresis.

Nguyên nhân gây hysteresis trong thiết bị áp suất

Hysteresis trong các thiết bị đo áp suất thường xuất phát từ tính chất vật lý của vật liệu chế tạo cảm biến (sensor). Khi vật liệu bị tác động bởi áp suất, các phân tử bên trong có thể không trở về trạng thái ban đầu ngay lập tức sau khi áp suất được loại bỏ. Nguyên nhân bao gồm: đặc tính đàn hồi của vật liệu (elastic hysteresis), ma sát trong các bộ phận cơ khí, và sự biến dạng vĩnh viễn của màng cảm biến (diaphragm).

Cách xác định hysteresis trong quá trình hiệu chuẩn

Để xác định hysteresis, kỹ thuật viên cần thực hiện hiệu chuẩn theo cả hai chiều tăng và giảm áp suất. Cụ thể, hãy ghi lại các giá trị đầu ra khi tăng áp suất từ 0% lên 100%, sau đó ghi lại khi giảm áp suất từ 100% về 0%. Độ chênh lệch giữa hai đường cong tại cùng một điểm áp suất chính là hysteresis. Giá trị hysteresis thường được biểu thị dưới dạng phần trăm của toàn thang đo (Full Scale – FS).

Giảm thiểu ảnh hưởng của hysteresis

Các phương pháp giảm thiểu hysteresis bao gồm: lựa chọn thiết bị đo có chất lượng cao với vật liệu cảm biến tốt hơn, thực hiện hiệu chuẩn theo cả hai chiều và tính toán hysteresis vào độ không đảm bảo đo (measurement uncertainty), sử dụng các kỹ thuật bù trừ phần mềm, và áp dụng quy trình hiệu chuẩn nhất quán theo một hướng xác định.

Hysteresis trong Pressure Switches

Đối với pressure switches (công tắc áp suất), hysteresis (còn gọi là deadband) là một đặc tính cố ý để tránh hiện tượng dao động (chattering) khi áp suất ở gần điểm ngưỡng. Tuy nhiên, cần phân biệt rõ giữa hysteresis có chủ đích trong switch và hysteresis không mong muốn trong sensor.

Kết luận

Hysteresis là một yếu tố quan trọng không thể bỏ qua trong hiệu chuẩn áp suất. Bằng cách hiểu rõ nguyên nhân, cách xác định và phương pháp giảm thiểu, các kỹ thuật viên có thể đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy cao nhất cho các phép đo áp suất trong quy trình sản xuất.