계장계기류 검,교정을 위한 계측기의 선택에 대하여 알아 보겠습니다.

기본적인 사항 이지만, 계측기 선택시 고려해야할 사항들과 용어등을 정리 합니다.

정확도 비율이란?
교정기 vs 피교정체의 정확도 비율을 의미하며, 교정기의 정확도는 피교정체보다 4배이상 높아야 합니다. 만약 4배가 안된다면, 교정한 결과치에 교정기 불확도와 피교정체 불확도를 추가한 수치가 실제 정확도에 가깝게 됩니다.
예) 피교정체의 정확도가 1mm H₂O라면 교정기의 정확도는 0.25mm H₂O 보다 좋아야 합니다.

100 mm H₂O 차압 발신기의 정확도는 0.25% 이고 교정기는 400 mm H₂O 범위에 0.05% FS정확도를 갖고 있다면 정확도 비율은 ?
100 mm H₂O x 0.25% = 0.25 mm H₂O
400 mm H₂O x 0.05% = 0.20 mm H₂O
따라서 정확도 비율은 0.25 / 0.2 : 1 = 1.2 : 1 이 됩니다.

정확도 (Accuracy) 와 불확도 (Uncertainty) ?
범위가 100 Kg/cm²인 압력전송기 정확도가 0.25% FS이라면 불확도는 100 Kg/cm² x 0.25% = ±0.25 Kg/cm² 이므로 만약 압력전송기가 Kg/cm² 을 지시하고 있다면 실제적인 측정치는 14.75 ~ 15.25 Kg/cm² 사이에 있습니다.

분해능 (Resolution) 과 불확도 (Uncertainty) ?
하단 세종류의 교정기중 가장 좋은 교정기는 어느장비 일까요?
분해능 불확도
A 교정기 : 20.00 mA ± 0.32 mA
B 교정기 : 20.00 mA ± 0.05 mA
C 교정기 : 20.00 mA ± 0.01 mA
보시다시피, 분해능은 전부 0.01mA 입니다. 즉 분해능이 좋다고 교정기가 정밀한것은 아니며, 상기 교정기중 C 교정기가 가장 정밀한 교정기 입니다.

분해능 (Resolution) 과 정확도 (Accuracy) ?
분해능은 정확도 보다 좋을수 있으나, 정확도는 분해능보다 좋을수 없습니다.

분해능 (Resolution):계측기가 표시, 또는 지시할 수 있는 가장 작은 증,감치로서 통상적으로 다음과 같이 표시되어 있습니다.
■ Least Significant Digit (LSD)
■ Part Per Million (PPM)
■ Counts
■ Digits

정확도 (Accuracy) : 계측기가 특정한 조건하에서 사용될 때의 최대 오차 한계치로서 통상적으로 Conformity, Linearity, Hysterisis, Dead band등이 포함된 수치입니다.
■ % of FS
■ % of SPAN
■ % of Range
■ % of Reading
■ % of Indicated Value
등으로 표시되며, 다음 그림에 간단히 차이점을 보입니다.

예로서, 3½ Digit 계측기가 있다면 이 계측기는 입력 신호를 1999로 나눌 수 있고 분해능은 1999의 1 또는 0.05%가 될 것입니다. 따라서 이 계측기의 분해능은 0.05%이고 정확도의 한계치는 0.05%가 될 것입니다. 만약 분해능을 저하 시키면 정확도도 따라서 저하되지만 분해능을 증가 시킨다고 정확도가 좋아지는 것은 아닙니다.
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 있습니다.
▶ 모든 Digit가 정확하다고 믿지 마십시오.
▶ 항상 정확도 와 분해능의 차이를 기억하십시오.

정확도 (Accuracy) 사양 읽는법?
정확도 (Accuracy) 는 측정치와 진실(표준)치와의 비율 입니다.

다음과 같은 사양의 멀티미터에서 과연 정확도는 얼마일까요?
– Range : 32.00 mA
– Accuracy : 1.5% of Reading + 2 digits
​만약 이 계측기로 20 mA를 측정하였다면,
불확도(Uncertainty)는 (20.00 x 0.015) + 0.02 = 0.32 mA 따라서 측정치는 19.68 ~ 20.32 mA 범위에 있습니다.

이번에는 Digital Pressure Indicator 사양 중 하나를 더 보면,
– Range : 30.000 Psi
– Accuracy : 0.07% of Reading + 0.03% of FS + 1 digit
만약 이 계측기로 15.000 Psi의 압력을 측정하였다면,
불확도(Uncertainty)는 (15 x 0.0007) + (30 x 0.0003) + 0.001 = 0.02 Psi
따라서 측정치는 14.98 ~ 15.02 Psi 범위에 있습니다.

Linearity, Hysteresis, 와 Repeatability?
사양서에 Linearity, Hysteresis, Repeatability 가 기재되어 있습니까?

이중에서도 균일성을 부여하는것은 Accuracy 와 Repetability 입니다. 반복 측정을 행하는경우 매번 측정치가 편차가 생긴다면 (Dryblock 같은경우 빈발), 측정방법, 해당 계측기 세부사양, 주변환경 (전원변동까지도 영향을 줍니다)등을 점검해 봐야 합니다.