Bagaimana cara menghitung ketidakpastian sel beban?

Hai! Sebagai pemasok sel beban, akhir-akhir ini saya mendapat banyak pertanyaan tentang cara menghitung ketidakpastian sel beban. Ini adalah topik yang penting, terutama ketika Anda mengandalkan pengukuran yang akurat untuk aplikasi Anda. Jadi, saya pikir saya akan menguraikannya untuk Anda di postingan blog ini.

Apa itu Ketidakpastian Load Cell?

Hal pertama yang pertama, mari kita pahami apa yang dimaksud dengan ketidakpastian sel beban. Secara sederhana, ketidakpastian adalah perkiraan kisaran nilai sebenarnya dari suatu pengukuran. Saat Anda menggunakan sel beban untuk mengukur gaya atau berat, ada berbagai faktor yang dapat menyebabkan nilai terukur menyimpang dari nilai sebenarnya. Faktor-faktor ini berkontribusi terhadap ketidakpastian sel beban.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Ketidakpastian Load Cell

Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi ketidakpastian suatu load cell. Mari kita lihat beberapa yang paling umum:

1. Non - Linearitas

Non - linearitas adalah ukuran seberapa besar keluaran sel beban menyimpang dari garis lurus. Idealnya, hubungan antara gaya yang diterapkan dan sinyal keluaran sel beban akan linier sempurna. Namun, pada kenyataannya, selalu ada ketidaklinieran pada tingkat tertentu. Hal ini dapat disebabkan oleh struktur mekanis sel beban, seperti bentuk elemen pegas atau cara pemasangan pengukur regangan.

2. Histeresis

Histeresis terjadi ketika keluaran sel beban berbeda untuk beban yang diterapkan sama, bergantung pada apakah beban bertambah atau berkurang. Misalnya, saat Anda menerapkan beban ke sel beban lalu menghapusnya, keluarannya mungkin tidak kembali persis ke nilai aslinya. Hal ini disebabkan oleh gesekan internal dan sifat elastis material sel beban.

3. Pengulangan

Pengulangan mengacu pada kemampuan sel beban untuk memberikan keluaran yang sama untuk beban yang diterapkan sama ketika pengujian diulangi pada kondisi yang sama. Jika sel beban memiliki kemampuan pengulangan yang buruk, ini berarti terdapat variasi yang signifikan dalam nilai terukur setiap kali beban yang sama diterapkan. Hal ini dapat disebabkan oleh faktor-faktor seperti kebisingan listrik, getaran mekanis, atau keausan komponen sel beban.

4. Pengaruh Suhu

Suhu dapat mempunyai dampak yang signifikan terhadap kinerja sel beban. Perubahan suhu dapat menyebabkan dimensi sel beban berubah, yang dapat mempengaruhi pengukur regangan dan juga sinyal keluaran. Selain itu, suhu juga dapat mempengaruhi sifat listrik dari pengukur regangan, seperti resistansinya. Sebagian besar sel beban dirancang dengan kompensasi suhu untuk meminimalkan efek ini, namun masih terdapat ketidakpastian akibat variasi suhu.

Menghitung Ketidakpastian Load Cell

Sekarang setelah kita memahami faktor-faktor yang memengaruhi ketidakpastian sel beban, mari kita bahas cara menghitungnya. Perhitungan ketidakpastian sel beban biasanya didasarkan pada pendekatan statistik. Berikut langkah-langkah umumnya:

1. Identifikasi Sumber Ketidakpastian

Seperti yang telah kita bahas sebelumnya, ada beberapa sumber ketidakpastian, termasuk non - linearitas, histeresis, pengulangan, dan efek suhu. Anda perlu mengidentifikasi semua sumber ketidakpastian yang relevan untuk sel beban dan aplikasi spesifik Anda.

2. Perkirakan Ketidakpastian Setiap Sumber

Setelah Anda mengidentifikasi sumber ketidakpastian, Anda perlu memperkirakan ketidakpastian untuk setiap sumber. Hal ini dapat dilakukan melalui uji kalibrasi, spesifikasi pabrikan, atau data historis. Misalnya, pabrikan mungkin memberikan kesalahan non - linearitas sebagai persentase dari keluaran skala penuh. Anda dapat menggunakan nilai ini sebagai perkiraan ketidakpastian akibat non - linieritas.

3. Gabungkan Ketidakpastian

Setelah memperkirakan ketidakpastian untuk setiap sumber, Anda perlu menggabungkannya untuk mendapatkan ketidakpastian sel beban secara keseluruhan. Hal ini biasanya dilakukan dengan menggunakan metode root - sum - of - square (RSS). Rumus metode RSS adalah:

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

dimana (U_{total}) adalah ketidakpastian total, dan (U_{1}, U_{2},\cdots, U_{n}) adalah ketidakpastian yang disebabkan oleh masing-masing sumber.

Katakanlah Anda memperkirakan ketidakpastian akibat non-linearitas ((U_{nl})), histeresis ((U_{h})), keterulangan ((U_{r})), dan efek suhu ((U_{t})). Ketidakpastian keseluruhan sel beban adalah:

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

Contoh Perhitungan

Mari kita lihat contoh untuk mengilustrasikan cara menghitung ketidakpastian sel beban. Misalkan Anda memiliki load cell dengan spesifikasi sebagai berikut:

• Kesalahan non - linearitas: ±0,1% dari keluaran skala penuh
• Kesalahan histeresis: ±0,05% dari keluaran skala penuh
• Kesalahan pengulangan: ±0,03% dari keluaran skala penuh
• Koefisien suhu keseimbangan nol: ±0,002%/°C keluaran skala penuh
• Koefisien sensitivitas suhu: ±0,001%/°C keluaran skala penuh

Output skala penuh sel beban adalah 1000 N, dan kisaran suhu selama pengukuran adalah dari 20°C hingga 30°C.

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

Ketidakpastian akibat koefisien suhu keseimbangan nol ((U_{t1})) adalah:

[U_{t1}=0,002%\times10\times1000 = 0,2N]

Ketidakpastian akibat koefisien sensitivitas suhu ((U_{t2})) adalah:

[U_{t2}=0,001%\times10\times1000 = 0,1N]

Ketidakpastian total akibat pengaruh suhu ((U_{t})) adalah:

[U_{t}=\sqrt{U_{t1}^{2}+U_{t2}^{2}}=\sqrt{0,2^{2}+0,1^{2}}=\sqrt{0,04 + 0,01}=\sqrt{0,05}\kira-kira0,22N]

Ketidakpastian akibat non - linearitas ((U_{nl})) adalah:

[U_{nl}=0,1%\kali1000 = 1N]

Ketidakpastian akibat histeresis ((U_{h})) adalah:

[U_{h}=0,05%\times1000 = 0,5N]

Ketidakpastian akibat keterulangan ((U_{r})) adalah:

[U_{r}=0,03%\times1000 = 0,3N]

Sekarang, mari kita hitung ketidakpastian keseluruhan sel beban menggunakan metode 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 + 0,25+0,09 + 0,0484}=\sqrt{1,3884}\kira-kira1,18N]

Pentingnya Mengetahui Ketidakpastian Load Cell

Mengetahui ketidakpastian sel beban sangat penting karena beberapa alasan. Pertama, ini membantu Anda memastikan keakuratan pengukuran Anda. Jika Anda menggunakan sel beban dalam aplikasi penting, seperti dalam proses manufaktur yang memerlukan pengukuran gaya yang tepat, memahami ketidakpastian dapat membantu Anda menentukan apakah sel beban cocok untuk pekerjaan tersebut.

Kedua, ini memungkinkan Anda mengevaluasi kualitas sel beban Anda. Dengan membandingkan ketidakpastian yang dihitung dengan spesifikasi pabrikan, Anda dapat mengidentifikasi potensi masalah pada sel beban dan mengambil tindakan yang tepat.

Penawaran Load Cell kami

Di perusahaan kami, kami menawarkan berbagai macam sel beban untuk memenuhi kebutuhan Anda. Apakah Anda sedang mencari aSel Beban Kompresi,Sel Beban Tipe S Baja Tahan Karat, atauSel Beban Baja Paduan S, kami siap membantu Anda. Sel beban kami dirancang dengan presisi tinggi dan ketidakpastian rendah untuk memastikan pengukuran yang andal dan akurat.

Kesimpulan

Menghitung ketidakpastian sel beban merupakan langkah penting dalam memastikan keakuratan pengukuran gaya dan berat Anda. Dengan memahami faktor-faktor yang memengaruhi ketidakpastian dan mengikuti langkah-langkah yang diuraikan dalam postingan blog ini, Anda dapat menghitung ketidakpastian sel beban dan mengambil keputusan yang tepat tentang kesesuaiannya untuk aplikasi Anda. Jika Anda memiliki pertanyaan atau tertarik untuk membeli sel beban, jangan ragu untuk menghubungi kami untuk informasi lebih lanjut dan memulai diskusi pengadaan.

Referensi

• OIML R60: Rekomendasi untuk Load Cell, Organisasi Internasional Metrologi Legal.
• ASTM E4: Praktik Standar untuk Verifikasi Paksa Mesin Pengujian, American Society for Testing and Materials.