측정 정밀도

계기 교정에 대하여

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. ?

정확도 비율 : 교정기 대 피교정체의 정확도 비율

교정기의 정확도는 피교정체 보다 4배 이상 높아야 한다. 만약 4배가 안 된다면,교정한 결과치에 교정기
불확도와  피교정체 불확도를 추가한 수치가 실제 정확도에 가깝게 된다.

예) 피측정체의 정확도가 1mm H2O라면
교정기의 정확도는 0.25mm H2O 보다 좋아야 한다.

그렇다면 100 mmH2O 차압발신기의 정확도는 0.25%이고 교정기는 400mmH2O 범위에 0.05% 정확도를 가지고
있다면 정확도 비율은 얼마일까

100 mmH2O x 0.25% = 0.25 mmH2O
400 mmH2o x 0.05% = 0.20 mmH2O
따라서, 정확도 비율은 0.25 / 0.2 : 1
즉, 1.2 : 1 이 된다.

정확도 (Accuracy) 대 불확도 (Uncertainty) 

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.

분해능 (Resolution) 대 불확도 (Uncertainty) :

만약 다음과 같은 세종류의 계측기가 있다고 하자 여기에서 가장 좋은 계측기는 어느 장비일까 

분해능            불확도
계측기 A           20.00 mA      +/- 0.32 mA
계측기 B           20.00 mA      +/- 0.05 mA
계측기 C           20.00 mA      +/- 0.01 mA

보시다시피 상기 계측기의 분해능은 똑같이 0.01 mA 이다. 즉, 분해능이 좋다고 계측기가 좋은 것은 아니다.
이미 여러분도 아셨으리라 믿지만 상기 계측기 중 계측기 C 가 가장 정밀한 계측기다.

분해능 대 정확도

분해능은 정확도보다 좋을 수 있으나, 정확도는 분해능 보다 좋을 수 없다. 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.? 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.
▶ 모든 Digit가 정확하다고 믿지 마십시오. 
▶ 항상 정확도 와 분해능의 차이를 기억하십시오

분해능: 해당 계측기가 표시, 또는 나타낼수 있는 가장작은 증,감치로서 통상적으로 다음과 같이 표시되어 있다.
■ Least Significant Digit (LSD)
■ Part Per Million (PPM)
■ Counts
■ Digits
정확도 : 계측기가 특정한 조건하에서 사용될 때의 최대 오차 한계치로서 통상적으로 Conformity, Linearity,
Hysterisis, Dead band등이 포함된 수치다.
■ % of FS
■ % of SPAN
■ % of Range
■ % of Reading
■ % of Indicated Value

정확도 사양 읽는법

다음과 같은 사양의 멀티미터에서 과연 정확도는 얼마일까?
- Range : 32.00 mA
- Accuracy : 1.5% of Reading + 2 digits

만약 이 계측기로 20 mA를 측정하였다면,
불확도는 (20.00 x 0.015) + 0.02 = 0.32 mA 따라서 측정치는 19.68 ~ 20.32 mA 범위에 있다.

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

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