انتقل إلى المحتوى
قابلية تكرار جهاز القياس وقابلية إعادة إنتاجه

Rheonics قياس المستشعر

1. الأساسيات

1.1. ما هي الدقة؟

تُعرَّف الدقة عمومًا بانحراف القيمة المقاسة عن القيمة الحقيقية للخاصية التي يتم قياسها.

تتأثر دقة المستشعر بعوامل مختلفة مثل المعايرة والظروف البيئية ونوع المستشعر نفسه. وهي تُظهر مدى تطابق قياس المستشعر مع القيمة الحقيقية للخاصية المقاسة.

في الشكل 1، يمكننا أن نفهم الدقة على أنها إصابة الهدف دائمًا بالقرب من المركز ولكن في مناطق مختلفة.

1.2. ما هي الدقة؟

التباين الموجود بين قياسات متعددة لنفس المعلمة أو الخاصية. يشير القياس عالي الدقة إلى أن القياسات متقاربة جدًا من بعضها البعض، وأن التباين بينها ضئيل للغاية.

في الشكل 2، نضرب الهدف في نفس المنطقة تقريبًا ولكن بعيدًا عن المركز.

1.3. ما هي قابلية التكرار؟

تُعرف قابلية التكرار بأنها قدرة مُشغلين مختلفين على إنتاج نفس نتيجة القياس باستخدام نفس الجهاز عدة مرات في ظل ظروف مختلفة. وتعزز الإعدادات المُخططة جيدًا مع أدوات التحكم من الاتساق، بينما تُساعد البروتوكولات التفصيلية على التكرار.

على سبيل المثال:

يقوم المشغلون 1 و2 و3 بقياس نفس السائل 4 مرات باستخدام نفس المستشعر.

إن التباين في متوسط ​​القياسات بين المشغلين 1 و 2 أقل بكثير من التباين بين المشغلين 1 و 3. لذلك، فإن قابلية تكرار القياس منخفضة للغاية.

1.4. ما هي قابلية التكرار؟

تشير قابلية تكرار المستشعر إلى قدرته على إنتاج نفس نتائج القياس في ظل نفس الظروف عدة مرات. لذلك، إذا تم إجراء نفس القياس عدة مرات باستخدام نفس المستشعر، فيجب أن تكون النتائج متسقة.

2. ما أهمية أجهزة القياس؟

تُعدّ القياسات الدقيقة والموثوقة، ذات التكرارية العالية، ضرورية لضمان بيانات ونتائج موثوقة في مختلف المجالات. فهي تُشكّل أساسًا لاتخاذ قرارات مدروسة، ومراقبة الجودة، والابتكار، والتقدم العلمي. وتُسهم الجهود المبذولة لتحسين أنظمة القياس، والحدّ من الأخطاء، وتعزيز اتساق القياسات في تحقيق تقدّم في مجالات التصنيع والهندسة والعلوم.

3. مزايا Rheonics أجهزة قياس اللزوجة ومقاييس الكثافة المدمجة لضمان التحكم الدقيق في العملية.
  • Rheonics يقوم ببناء جهاز معالجة متكامل حقًا، ولتحقيق ذلك نضمن أن تكون قابلية تكرار القياسات استثنائية - أفضل بشكل عام من 0.1-1% لمقياس اللزوجة SRV.
  • Rheonics يتم تشغيل معايير المعايرة باستخدام معايير اللزوجة والكثافة القابلة للتتبع من قبل المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا في أوقات مختلفة في ظل ظروف مماثلة، مما يضمن تقييم كل مسبار للحصول على قياسات موثوقة ودقيقة.
  • يُعدّ اتساق النتائج أمراً بالغ الأهمية لنجاح برنامج مراقبة الجودة لدى العملاء، إذ يضمن موثوقية ودقة جميع القياسات. كما تُتيح إمكانية تكرار القياس سهولة مقارنة النتائج بين مختلف الدفعات.
  • علاوة على ذلك، فإن إمكانية تكرار القياس تسمح باستكشاف الأخطاء وإصلاحها بسرعة وسهولة عندما تفشل عملية ما في تلبية التوقعات.
  • مرتكز على Rheonicsبفضل تقنية الحلقة المغلقة الطورية المثبتة، توفر وحدة الإلكترونيات قراءات مستقرة وقابلة للتكرار وعالية الدقة على كامل نطاق درجات الحرارة وخصائص السوائل المحددة.
  • إن كل من SRV و SRD مستقلان عن المشغل ويتم قياسهما في الوقت الحقيقي.
  • يمكن تعويض تأثيرات درجة الحرارة في الوقت الفعلي.
4. توقعات SRV وSRD بشأن التكرارية وإمكانية إعادة الإنتاج

4.1. إعداد اختبار التكرارية والدقة لمسبار مقياس اللزوجة المدمج في عملية SRV

الاختبار 1- المستشعر أ:

  • الوقت: 10:00 صباحاً
  • اللزوجة: 40.20 سنتي بواز
  • درجة الحرارة: 29.01 درجة مئوية

الاختبار 2- المستشعر أ:

  • الوقت: 10:30 صباحاً
  • اللزوجة: 40.50 سنتي بواز
  • درجة الحرارة: 29.04 درجة مئوية

نفس المستشعر، نفس السائل، توافق القياسات في وقتين مختلفين. يرتبط ذلك بثبات القياس.

الاختبار 1- المستشعر أ:

  • الوقت: 10:00 صباحاً
  • اللزوجة: 40.20 سنتي بواز
  • درجة الحرارة: 29.01 درجة مئوية

الاختبار 2-المستشعر ب:

  • الوقت: 10:30 صباحاً
  • اللزوجة: 40.32 سنتي بواز
  • درجة الحرارة: 29.06 درجة مئوية

اتفاق بين مستشعرين، في مواقع مختلفة، وفي أوقات مختلفة، وفي نفس السائل.

4.2. جهاز قياس اللزوجة والكثافة SRD، إعداد اختبار R&R للمسبار

الاختبار 1- المستشعر أ:

  • الوقت: 10:00 صباحاً
  • اللزوجة: 154.01 سنتي بواز
  • الكثافة: 0.8271 g / cc
  • درجة الحرارة: 40.09 درجة مئوية

الاختبار 2- المستشعر أ:

  • الوقت: 10:30 صباحاً
  • اللزوجة: 154.32 سنتي بواز
  • الكثافة: 0.8273 g / cc
  • درجة الحرارة: 40.08 درجة مئوية

نفس المستشعر، نفس السائل، توافق القياسات في وقتين مختلفين. يرتبط ذلك بثبات القياس.

الاختبار 1- المستشعر أ:

  • الوقت: 10:00 صباحاً
  • اللزوجة: 154.01 سنتي بواز
  • الكثافة: 0.8271 g / cc
  • درجة الحرارة: 40.08 درجة مئوية

الاختبار 2-المستشعر ب:

  • الوقت: 3:45 مساءً
  • اللزوجة: 154.60 سنتي بواز
  • الكثافة: 0.8278 g / cc
  • درجة الحرارة: 40.05 درجة مئوية

اتفاق بين مستشعرين، في مواقع مختلفة، وفي أوقات مختلفة، وفي نفس السائل.

5. خرافة الدقة في قياسات اللزوجة المباشرة

لا تكون الدقة ذات معنى بالنسبة لمقياس اللزوجة إلا عند قياس لزوجة سائل نيوتوني.

بما أن اللزوجة تصف مقاومة السائل للتدفق، فإن جميع أجهزة قياس اللزوجة تقريبًا تعتمد على تشويه - قص - السائل بطريقة أو بأخرى، ثم قياس آثار هذا القص.

تعتمد مقاومة المائع النيوتوني للقص فقط على معدل القص. فإذا كان معدل القص معروفًا، فإن دقة قياس مقاومة القص تحدد دقة القياس.

لكن هناك العديد من الصعوبات التي تقف في طريق قياس اللزوجة - الكثير منها لدرجة أن اللزوجة تكاد تكون كمية أسطورية لا وجود لها في الواقع بالنسبة لمعظم السوائل.

اللزوجة مقابل القوام

لقد اختبر معظم الناس لزوجة العديد من السوائل الشائعة. فالعسل، على سبيل المثال، أكثر لزوجة من الماء بآلاف المرات. ويستغرق العسل وقتًا أطول بكثير ليتدفق من البرطمان مقارنةً بالماء. كما أنك تحتاج إلى بذل جهد أكبر لفرك العسل بين أصابعك مقارنةً بالماء. وإذا انسكب العسل على الأرض، فإنه يستغرق وقتًا أطول بكثير لينتشر مقارنةً بنفس الكمية من الماء.

هذه كلها خصائص ذاتية للعسل - فنحن نختبرها من خلال "القوام" بدلاً من مصطلح علمي كمي مثل "اللزوجة". فلو أخبرتك أن لزوجة العسل تبلغ 4,000 سنتيبواز، بينما لزوجة الماء سنتيبواز واحد فقط، لما كان ذلك ذا أهمية تُذكر مقارنةً بكل التجارب الذاتية التي تُشكّل جوهر العسل.

لكن العسل سائل نيوتوني تقريبًا - سيظهر نفس اللزوجة تقريبًا إذا قمت بقياس مقاومته على مغزل دوار، أو سرعة تدفقه من قمع معاير (كأس زان، على سبيل المثال) أو سرعة تدفقه عبر مقياس لزوجة شعري زجاجي.

لكن بالنسبة لمستهلك العسل، فإن القوام أهم من مجرد رقم يصف اللزوجة. وينطبق هذا على معظم المنتجات السائلة المصنعة والمباعة للاستخدامات الصناعية والطبية والمنزلية.

يُعد الكاتشب مثالاً شائعاً على السوائل غير النيوتونية. فعند سكب الكاتشب على الهامبرغر، على سبيل المثال، لا يتصرف كسائل. ينتشر الكاتشب على شكل بركة، لكنه لا يستمر في الانتشار، بل يتراكم على شكل كومة صغيرة في الأعلى، تحافظ على شكلها حتى يتم الضغط عليها، سواء بالشوكة أو بجزء الخبز العلوي.

لا يمتلك الكاتشب لزوجة! بل يمتلك قوامًا - أي طريقة تصرفه عند محاولة إخراجه من الزجاجة، وكيفية استقراره على الطعام. محاولة قياس لزوجة الكاتشب باستخدام أنواع مختلفة من مقاييس اللزوجة ستعطيك نطاقًا واسعًا من الأرقام المتباينة. حتى محاولة قياسه باستخدام مقياس لزوجة بسيط ذي محور دوار ستعطيك أرقامًا مختلفة اعتمادًا على سرعة دوران المحور، ومدة القياس، وما إذا كنت قد حركت المحور في الثواني الأخيرة.

من المستحيل تحديد لزوجة الكاتشب بدقة، لأن كل قياس يختلف عن الآخر. ما يحتاجه مصنّعو الكاتشب هو طريقة لتحديد قوام المنتج كمياً، فهم يرغبون في الحفاظ على قوام الكاتشب ثابتاً، لأن هذا ما يتوقعه عملاؤهم.

ربما لا ترغب في شراء نوع من الكاتشب يتراكم بشكل جميل على البرغر في بعض الأحيان، ولكنه يتساقط على يديك وملابسك في أحيان أخرى.

تكنولوجيا الاستشعار، مبدأ العمل والتطبيقات

مقاييس اللزوجة

عدادات الكثافة

اطلع على معلومات أخرى متعلقة بالتكنولوجيا

 

البحث