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계기교정에 대하여
Posted at 2003-11-29 15:53:28
<TABLE cellSpacing=0 borderColorDark=white width=600 borderColorLight=black border=0> <TBODY> <TR> <TD width=534 bgColor=navy> <P style="MARGIN: 2px 10px" align=center><FONT face=돋움 color=aqua size=3><B>계기 교정에 대하여 </B></FONT></P></TD> <TD width=56 bgColor=navy> <P style="MARGIN: 2px 10px" align=center><A ><img onLoad='miniSelfResize(contents_12,this); if(this.parentNode.tagName=="A"){this.onclick = "";}' height=17 src="http://www.ele119.co.kr/tool/technote/images/print1.gif" width=34 border=0></A></P></TD></TR> <TR> <TD width=594 colSpan=2> <P class=leading150 style="MARGIN: 5px 10px 10px"><FONT face=돋움 size=2>효율적으로 플랜트운전을 하기 위해서는 각종 계장 장비류가 최상의 상태를 유지하여야 한다. 따라서 유지보수 목적 중 상당 부분은 이러한 계기류의 점검, 오차 한계 이내로의 교정등이 필수적이며, 이를 위하여 많은 계측기들을 사용하게 된다. 본장 에서는 계기교정시 알아야 할 기본적인 사항을 몇가지 정리하여 보았다.</FONT></P> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 color=navy size=2><B>정확도 비율 : 교정기 대 피교정체의 정확도 비율</B></FONT></P> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 size=2>교정기의 정확도는 피교정체 보다 4배 이상 높아야 한다. 만약 4배가 안 된다면, 교정한 결과치에 교정기 불확도와 피교정체 불확도를 추가한 수치가 실제 정확도에 가깝게 된다.</FONT></P> <UL> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 color=green size=2><B>예) 피측정체의 정확도가 1mm H2O라면 <BR> 교정기의 정확도는 0.25mm H2O 보다 좋아야 한다.</B></FONT></P></UL> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 size=2>그렇다면 100 mmH2O 차압발신기의 정확도는 0.25%이고 교정기는 400mmH2O 범위에 0.05% 정확도를 가지고 있다면 정확도 비율은 얼마일까?</FONT></P> <UL> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 size=2>100 mmH2O x 0.25% = 0.25 mmH2O<BR>400 mmH2o x 0.05% = 0.20 mmH2O</FONT></P> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 size=2>따라서, <B>정확도 비율은 0.25 / 0.2 : 1<BR>즉, 1.2 : 1 이 된다.</B></FONT> </P></UL> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 color=navy size=2><B>정확도 (Accuracy) 대 불확도 (Uncertainty) :</B></FONT></P> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 size=2>만약 최대 범위가 100 Kg/Cm2의 압력 발신기가 있다고 하자 이 압력 발신기의 정확도가 0.25%FS 라면 불확도는 100 Kg/Cm2 x 0.025 = +/- 0.25 Kg/Cm2이 되므로 만약 발신기가 15 Kg/Cm2을 표시하고 있다면, 실제적인 측정치는 14.75 ~ 15.25 Kg/Cm2 사이에 있게 된다.</FONT></P> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 color=navy size=2><B>분해능 (Resolution) 대 불확도 (Uncertainty) : </B></FONT></P> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 size=2>만약 다음과 같은 세종류의 계측기가 있다고 하자 여기에서 가장 좋은 계측기는 어느 장비일까 ? </FONT></P> <UL> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 size=2> </FONT><FONT face=돋움 size=2><U>분해능 </U></FONT><FONT face=돋움 size=2> </FONT><FONT face=돋움 size=2><U>불확도</U></FONT><FONT face=돋움 size=2><BR>계측기 A 20.00 mA +/- 0.32 mA<BR>계측기 B 20.00 mA +/- 0.05 mA<BR>계측기 C 20.00 mA +/- 0.01 mA</FONT></P></UL> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 size=2>보시다시피 상기 계측기의 <B><U>분해능은 똑같이 0.01 mA</U></B> 이다. 즉, 분해능이 좋다고 계측기가 좋은 것은 아니다. 이미 여러분도 아셨으리라 믿지만 상기 계측기 중 계측기 <B>C</B> 가 가장 정밀한 계측기다. </FONT></P> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 color=navy size=2><B>분해능 대 정확도 :</B></FONT></P> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 size=2><B><U>분해능은 정확도보다 좋을 수 있으나, 정확도는 분해능 보다 좋을 수 없다</U></B>. 예로서, 만약 3½ Digit 계측기가 있다면 이 계측기는 입력 신호를 1999로 나눌 수 있고 분해능은 1999의 1 또는 0.05%가 될 것이다. 따라서 이 계측기의 분해능은 0.05% 이고 정확도의 한계치는 0.05%가 될 것이다. 만약 분해능을 저하 시키면 정확도도 따라서 저하되지만 분해능을 증가 시킨다고 정확도가 좋아지는 것은 아님은 여러분도 잘 아시리라 믿습니다. <BR>예를 하나 더 들자면, 정확도 0.05% FS 의 4½ Digit (분해능:0.005%) 계측기가 있다고 할 때, 이미 설명 드린대로 마지막 1 Digit (LSD)는 의미가 없음을 알 수 있다.</FONT> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 color=red size=2><B>▶ 모든 Digit가 정확하다고 믿지 마십시오.<BR>▶ 항상 정확도 와 분해능의 차이를 기억하십시오.</B></FONT></P> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 color=red size=2><B><U>분해능 </U></FONT><FONT face=돋움 size=2>: </B>해당 계측기가 표시, 또는 나타낼 수 있는 가장 작은 증,감치로서 통상적으로 다음과 같이 표시되어 있다. <BR> ■ Least Significant Digit (LSD)<BR> ■ Part Per Million (PPM)<BR> ■ Counts<BR> ■ Digits</FONT></P> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 color=red size=2><B><U>정확도</U></B></FONT><FONT face=돋움 size=2> : 계측기가 특정한 조건하에서 사용될 때의 최대 오차 한계치로서 통상적으로 Conformity, Linearity, Hysterisis, Dead band등이 포함된 수치다. <BR> </FONT><FONT face=돋움 size=2>■ % of FS<BR> ■ % of SPAN<BR> ■ % of Range<BR> ■ % of Reading<BR> ■ % of Indicated Value </FONT><FONT face=돋움 color=blue size=2><BR></FONT><FONT face=돋움 size=2>등으로 표시되며, 다음 그림에서 간단히 차이점을 나타냈다.</FONT></P> <P style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 color=navy size=2><B>정확도 사양 읽는법</B></FONT></P> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 size=2>다음과 같은 사양의 멀티미터에서 과연 정확도는 얼마일까?<BR>- Range : 32.00 mA<BR>- Accuracy : 1.5% of Reading + 2 digits<BR><BR>만약 이 계측기로 20 mA를 측정하였다면, <BR>불확도는 (20.00 x 0.015) + 0.02 = 0.32 mA 따라서 측정치는 19.68 ~ 20.32 mA 범위에 있다.</FONT></P> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 size=2>이번에는 Digital Pressure Indicator 사양 중 하나를 더 해보면,<BR>- Range : 30.000 Psi<BR>- Accuracy : 0.07% of Reading + 0.03% of FS + 1 digit<BR>만약 이 계측기로 15.000 Psi의 압력을 측정하였다면, <BR>불확도는 (15 x 0.0007) + (30 x 0.0003) + 0.001 = 0.02 Psi 따라서 측정치는 14.98 ~ 15.02 Psi 범위에 있다.</FONT></P> <P style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 color=navy size=2><B>정확도라는 것은 측정치와 진실(표준)치와의 비율이다.</B></FONT></P> <P style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 size=2><img onLoad='miniSelfResize(contents_12,this); if(this.parentNode.tagName=="A"){this.onclick = "";}' height=303 src="http://www.imadang.co.kr/tech-data/img/accuracy-ratio2.gif" width=549 border=0></FONT></P> <P style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 color=navy size=2><B>사양에는 Linearity, Hysteresis 및 Repeatability가 포함되어 있습니까?</B></FONT></P> <P style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 size=2><img onLoad='miniSelfResize(contents_12,this); if(this.parentNode.tagName=="A"){this.onclick = "";}' height=324 src="http://www.imadang.co.kr/tech-data/img/lin-hyst-repeat.gif" width=593 border=0></FONT></P> <P style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 color=navy size=2><B>미압 압력 교정을 하십니까?</B></FONT></P> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 size=2>압력 교정 중에서 미압용 단위 중 물과 관계된 mmH2O를 사용하는 경우에는 온도에 따른 밀도(Density)문제가 야기 된다. 따라서 해당 피 측정체가 사용되는 환경을 파악하여 맞는 온도를 적용하여 교정하여야 한다. 물론 온도 차가 나면 당연히 압력 차가 생기게 되어 압력 범위에 따라 다르겠지만 오차가 발생되게 된다. (표 참고)</FONT> <TABLE style="MARGIN: 10px" cellSpacing=0 borderColorDark=white cellPadding=0 borderColorLight=black border=1> <TBODY> <TR> <TD width=190> <P style="MARGIN: 2px 10px" align=center><FONT face=돋움 size=2><B>온도</B></FONT></P></TD> <TD width=190> <P style="MARGIN: 2px 10px" align=center><FONT face=돋움 size=2><B>일반적인 적용</B></FONT></P></TD> <TD width=190> <P style="MARGIN: 2px 10px" align=center><FONT face=돋움 size=2><B>비 고</B></FONT></P></TD></TR> <TR> <TD width=190> <P style="MARGIN: 2px 10px"><FONT face=돋움 size=2>4 도씨 (화씨 39.2도)</FONT></P></TD> <TD width=190> <P style="MARGIN: 2px 10px"><FONT face=돋움 size=2>과학용 (Scientific)</FONT></P></TD> <TD width=190> <P style="MARGIN: 2px 10px"><FONT face=돋움 size=2>최대밀도 점(물)</FONT></P></TD></TR> <TR> <TD width=190> <P style="MARGIN: 2px 10px"><FONT face=돋움 size=2>15.6도씨(화씨 60도)</FONT></P></TD> <TD width=190> <P style="MARGIN: 2px 10px"><FONT face=돋움 size=2>미국개스협회(AGA)</FONT></P></TD> <TD width=190> <P style="MARGIN: 2px 10px"><FONT face=돋움 size=2></FONT> </P></TD></TR> <TR> <TD width=190> <P style="MARGIN: 2px 10px"><FONT face=돋움 size=2>20도씨(화씨 69도)</FONT></P></TD> <TD width=190> <P style="MARGIN: 2px 10px"><FONT face=돋움 size=2>공업용 (Industrial)</FONT></P></TD> <TD width=190> <P style="MARGIN: 2px 10px"><FONT face=돋움 size=2>HVAC</FONT></P></TD></TR> <TR> <TD width=190> <P style="MARGIN: 2px 10px"><FONT face=돋움 size=2>23도씨(화씨 74.4도)</FONT></P></TD> <TD width=190> <P style="MARGIN: 2px 10px"><FONT face=돋움 size=2>공업용,실험용(Industrial & Laboratory</FONT></P></TD> <TD width=190> <P style="MARGIN: 2px 10px"><FONT face=돋움 size=2>실내온도에서 Cooling 하지 않고 실용적으로 사용하는 기준 온도</FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE> <P class=leading150 style="MARGIN: 10px"><FONT face=돋움 size=2>예를 조금 더 들자면, 만약 1 " H2O (25.4mm H2O)에서 의 오차를 점검하여 본다면 <BR>4도씨 때는 0.036127 Psi, 15.6도씨 때는 0.036092 Psi (4도씨 대비 -0.098%), 20도씨 때는 0.036063 Psi (4도씨 대비 -0.178%)로 차이가 나는 것을 확인할 수 있다. 통상적으로 아주 미압인 경우는 이정도의 오차는 무시하여도 되지만, 만약 10,000 ~ 20,000 mmH2O의 범위라면 50 mmH2O 정도 편차를 보이므로 무시할 수 없는 오차가 나는 것이고 대부분 미소 압력을 측정하는 경우는 돈(Money)과 관계 (Fuel Line, Furnace내부 압력등)되는 경우가 많아 조심하여야 할 부분이다.<BR>물론 계장 기기류는 당연히 23도씨를 기준으로 하여야 할 것이다. 요즈음의 계측기는 4도씨, 23도씨를 변경하여 가면서 사용할 수 있도록 되어있는 장비도 많으므로 잘 선택하여 사용하면 된다.</FONT></P></TD></TR> <TR> <TD width=594 bgColor=yellow colSpan=2> <P style="MARGIN-TOP: 3px; MARGIN-BOTTOM: 3px; LINE-HEIGHT: 100%" align=center><FONT face=돋움 size=2>본자료는 계장제어전문사이트 "<B><A href="http://www.imadang.co.kr/" target=_blank>아이마당</A></B>" 기술자료실에서 다운받아 편집한 것입니다.</FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE> <DIV align=center> <P> </P></DIV>
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