Chuyển đến nội dung chính

Mối tương quan giữa độ chính xác (Accuracy), độ lặp lại (Repeatability) và độ không đảm bảo đo (Uncertainty)


Sau khi đã hiểu các khái niệm liên quan đến khả năng vận hành của thiết bị đo (performance), ta sẽ đi tìm hiểu tiếp mối tương quan giữa các khái niệm này là như thế nào?

Khi nói đến các đặc tính đo, thông số mà kỹ sư đo lường quan tâm nhất có lẽ đó là độ chính xác (accuracy), tức là giá trị đo phải nằm thật gần giá trị chính xác nhất. Tuy nhiên, như đã nói trong bài trước, độ chính xác cần được xác định rõ được xác định ttrong trường hợp nào, điều kiện thử nghiệm ra sao, độ chính xác so với thang đo nào, để độ chính xác của thiết bị đạt được gần với kỳ vọng nhất.

Sau đó, độ chính xác đó phải có tính lặp lại tốt, điều đó có nghĩa là khi tôi đo lại 1 điểm đo, giá trị tôi đọc được phải càng gần giá trị tôi đo trước đó.

Và khi đọc giá trị đo, tôi tin tưởng rằng đó là giá trị đo đúng và độ không đảm bảo đo thấp nhất.

Trong phần lớn các ứng dụng trong đo lường, đại lượng đo được dùng để điều khiển các thiết bị điều khiển cuối như bơm, van điều khiển. Giá trị đo càng đúng, thì điều khiển càng chính xác. Trạng thái xác lập của biến điều khiển sẽ gần với điểm đặt nhất, qua đó tối ưu chất lượng điều khiển. Do vậy, trong các ứng dụng này, độ chính xác và độ lặp lại được quan tâm hàng đầu. Độ lặp lại tốt sẽ giúp cho điều khiển trơn tru, do sự đồng nhất về chỉ số đo tại 1 điểm đo.

Tại thời điểm thiết bị được mua về, luôn kèm theo chứng nhận hiệu chuẩn (certificate of calibration), để chắc chắn rằng thiết bị có điểm zero tốt, và có độ tuyến tính cùng độ lặp lại tốt trong điều kiện hiệu chuẩn. Trong giai đoạn chạy thử (pre commissioning), thiết bị đo lại lần nữa được kiểm tra lại các điểm đo, thông thường là 0% - 25% - 50% - 75% và 100%.
Thông thường, khi mua sắm hay sử dụng thiết bị đo dạng compact như đo áp suất (pressure transmitter), đo mức, đo nhiệt độ, người ta chỉ quan tâm đến độ chính xác. Lý do là, độ chính xác đã được nhà sản xuất kiểm định theo một số tiêu chuẩn quốc tế như tiêu chuẩn IEC, mà trong đó đã có quy định các cách thức kiểm định và hiệu chuẩn.

Vậy khi nào thì ngoài độ chính xác ra, người ta còn quan tâm đến độ không đảm bảo, tôi cho rằng có 1 vài trường hợp sau mà kỹ sư đo lường sẽ lưu tâm đến độ không đảm bảo đo:
  1. Thiết bị đo bao gồm nhiều thành phần. Ví dụ như thiết bị đo lưu lượng ba pha bao gồm nhiều thành phần như ống venturi, tia gamma, một đầu đo đa biến (multivariable transmitter), tất cả các thiết bị này gộp thành 1 thiết bị đo lưu lượng multiphase, và những thành phần này đều gây ra sai số hay độ không đảm bảo trong phép đo. Trường hợp đo đếm thương mại cũng vậy (fiscal metering skid), tất cả các thành phần trong metering skid đều gây lo lắng cho người sử dụng, vì sai một ly, đi rất nhiều tiền. Cho nên, các bộ đo đếm thương mại đều cần tính toán sai số tổng và độ không đảm bảo đo. Các thiết bị phân tích (analyzer) cũng vậy, độ không đảm bảo đo cũng là thông số quan trọng, vì thông thường analyzer có rất nhiều thành phần gây ra không đảm bảo đo từ giai đoạn lấy mẫu, xử lý mẫu, phân tích và ra kết quả cuối cùng.
  2. Thiết bị đo dùng để hiệu chuẩn thiết bị đo khác, vì chúng được dùng để kiểm chuẩn nên sai số trong lúc đo là khó chấp nhận, vì vậy mà độ không đảm bảo đo phải thấp.

Người viết hy vọng chia sẻ 1 phần nào kiến thức theo cách hiểu chủ quan để ngày càng làm rõ các khái niệm trong đo lường, và hy vọng sẽ nhận được nhiều góp ý.

Nhận xét

Đăng nhận xét

Bài đăng phổ biến từ blog này

Bản vẽ quy trình công nghệ (Process Flow Diagram - PFD)

Các câu hỏi lớn cần phải trả lời khi thiết kế một hệ thống công nghệ được đặt ra cho nhóm thiết kế là: Đầu vào nguyên liệu của nhà máy là gì, có tính chất ra sao, có bao nhiêu đầu vào? Đầu ra sản phẩm có đặc tính gì, có bao nhiêu sản phẩm được sản xuất ra sau khi kết thúc quy trình công nghệ? Các thiết bị chính trong quy trình công nghệ ra sao, chúng được kết nối như thế nào? Các câu hỏi này cần phải được trả lời rõ ràng từ các kỹ sư của nhóm dự án. Và việc phát triển quy trình công nghệ có ý nghĩa quan trọng trong giai đoạn tiền khả thi, giúp cho chủ đầu tư dự toán được chi phí đầu tư dự kiến. Người chịu trách nhiệm chính trong việc phát triển và kiểm soát bản vẽ này là kỹ sư công nghệ. Tuy nhiên, kỹ sư đo lường và kỹ sư điện cũng cần tham gia để đảm bảo bản vẽ quy trình công nghệ được hoàn thiện, khi các thiết bị chính được xác định, kỹ sư đo lường cần lên được quy mô của hệ thống tự động, vẽ được sơ đồ khối tổng quan nhất. Vì tính chất chuyên môn...

Độ chính xác (Accuracy)

Theo định nghĩa của ISA (International Society of Automation), độ chính xác (Accuracy) trong thiết bị đo lường là mức độ phù hợp của giá trị chỉ thị so với giá trị chuẩn được chấp nhận hay so với giá trị lý tưởng Độ chính xác của giá trị đo (Accuracy, measured) được định nghĩa là mức độ sai khác (dương hay âm) lớn nhất quan sát được trong quá trình đo   dưới điều kiện hoạt động   cụ thể và phương pháp đo cụ thể Vậy khi nói đến độ chính xác, cần lưu ý đến các yếu tố sau: Các điều kiện vận hành cụ thể (specified conditions) như điều kiện về nhiệt độ, áp suất, lưu lượng,… Phương pháp đo hay quy trình đo cụ thể (specified procedure) Trong đo lường công nghiệp, rõ ràng khái niệm độ chính xác là mối quan tâm chính của kỹ sư đo lường và tự động. Bởi lẽ, đo lường chính xác thì mới điều khiển chính xác 1 quá trình, qua đó tối ưu được đầu ra của quá trình điều khiển. Tuy nhiên độ chính xác và sai số gây ra khá nhiều nhầm lẫn và rắc rối trong quyết ...

Đo lường và điều khiển là gì?

Đo lường và điều khiển được ví như là bộ não và hệ thống thần kinh của một nhà máy hiện đại. Như bộ não của một vận động viên chạy bộ vận hành tay và chân cùng nhịp thở sao cho người đó có thể chạy nhanh và xa nhất. Tương tự như vậy, hệ thống đo lường và điều khiển có chức năng giám sát và điều khiển các quá trình trong nhà máy vận hành một cách mượt mà hiệu quả, tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt, với chi phí vận hành rẻ nhất và an toàn cho người vận hành cũng như môi trường. Đo lường và điều khiển quá trình (Process measurement and Control) hay còn gọi là tự động hoá quy trình công nghệ (Process Automation, Process Instrumentation and control, Instrumentation) là yếu tố sống còn đối với các doanh nghiệp sản xuất trong môi trường cạnh tranh hiện đại, sản xuất số lượng lớn với chất lượng đồng đều. Tự động hoá quy trình công nghệ giúp kiểm soát và tăng cường chất lượng sản phẩm, giảm thiểu phát thải các chất độc hại ra môi trường, giảm thiểu lỗi con người (human error) và tối ưu hoá ...