Warum müssen auch Smart-Instrumente kalibriert werden?

Die als “Smart“-Transmitter bezeichneten Messumformer werden in der Prozess-Industrie immer beliebter. Aber was sind „Smart“-Transmitter und warum sage ich, dass diese ebenfalls kalibriert werden müssen?

Das Thema werden wir in diesem Blog Post diskutieren. Nebenbei werden wir uns auch kurz damit beschäftigen, wie diese Messumformer kalibriert werden.

Was sind “Smart”-Transmitter?

 Als erstes ist anzumerken, dass der Begriff “Smart” nicht wirklich irgendwo standardisiert ist und jeder den Begriff nutzen kann, wie er möchte. Jedenfalls wird der Begriff normalerweise für Messumformer genutzt, die prozessorbasiert sind über eine Möglichkeit der digitalen Kommunikation verfügen. In diesem Blog Post bezieht sich das Wort „Smart“ auf Prozessmessumformer, welche das HART-, WirelessHART-, FOUNDATION Fieldbus- oder Profibus-Protokoll unterstützen.

Und weil wir hier über das Thema Kalibrierung sprechen, bezieht es sich auf Messumformer, welche Druck, Temperatur, Durchfluss, Niveau usw. messen und generell kalibriert sind.

Wie werden “Smart-“ und nicht-“Smart”-Messumformer kalibriert?

Um eine korrekte metrologische Kalibrierung eines Messumformers –„Smart“- oder nicht-„Smart“- durchzuführen, wollen wir die Genauigkeit der Umwandlung vom Eingangssignal in das Ausgangssignal überprüfen. In der Praxis benötigen wir genaues/rückführbares Equipment (Referenzstandard oder Kalibrator), um den Eingangswert zu messen/simulieren und des Ausgangswert zu messen. Typischerweise machen wir dieses bei einigen Punkten des Messbereichs und dokumentieren die Ergebnisse. Wenn der gefundene Fehler zu groß ist, müssen wir den Messumformer justieren, um sicherzustellen, dass dieser mit der geforderten Genauigkeit arbeitet.

Im Fall eines konventionellen analogen Messumformers ist die Ausgangsgröße ein mA-Signal, welches einfach zu messen ist. Bei „Smart“-Messumformern ist das Ausgangssignal jedoch digital, so dass wir ein geeignetes Gerät benötigen, das den digitalen Ausgang lesen kann. Ansonsten ist die Kalibrierung von analogen und „Smart“-Messumformern sehr ähnlich.

Unabhängig davon, ob der Ausgang analog oder digital ist, ändern es nichts an dem Zweck eines Messumformers das Eingangssignal in ein Ausgangssignal zu konvertieren und es ändert nichts an der Tatsache, dass kalibriert werden muss, um die Genauigkeit zu gewährleisten.

Wenn wir über den gesamten Messkreis nachdenken, benötigt ein analoger Messkreis auch einen A/D-Wandler am Ende des Kontrollsystems, welches wiederum ein weiteres zu kalibrierendes Gerät im Messkreis ist. Im Fall von digitalen „Smart“-Transmittern besteht keine Notwendigkeit für einen solchen weiteren Wandler, weil der digitale Ausgang des Messumformers zum Kontrollsystem gesendet wird.

Vereinfachtes Funktionsdiagramm eines konventionellen analogen und eines digitalen “Smart”-Mesumformers:

Warum kalibrieren?

Wie bereits erwähnt, haben “Smart”-Messumformer einen digitalen Ausgang müssen aber ebenfalls kalibriert werden, um zu gewährleisten, dass diese mit entsprechender Genauigkeit arbeiten (z.B. das Eingangs- in das Ausgangssignal korrekt konvertieren).  Sicherlich werden moderne Messumformer immer genauer und stabiler, als alte Messumformer sodass diese natürlich nicht so oft kalibriert werden müssen, wie ältere Messumformer.

Wenn Sie Ihre Messumformer nicht kalibrieren bedeutet das, dass es Ihnen nicht wichtig ist, ob diese korrekt messen. Es stellt sich dann die Frage, warum Sie die Messumformer gekauft und installiert haben. 

Und wenn der für Messumformer zuständige Vertriebsmann Ihnen neue „Smart“-Messumformer anbietet, die überhaupt überhaupt nicht kalibriert werden müssen, verzeihen Sie ihm bitte, er versucht nur, sein Umsatzbudget zu erreichen ... ;-)

Es gibt viele Gründe und Motivationen regelmäßige Kalibrierungen durchzuführen. Diese sind in dem früheren Blog „Warum kalibrieren?“ (und dem dazu gehörenden White Paper, in englischer Sprache) aufgeführt. Bitte schauen Sie sich den Blog und das White Paper an, um mehr über häufigsten Gründe für Kalibrierungen zu erfahren.

Konfiguration ist nicht gleich Kalibrierung!

Ein wichtiges Merkmal moderner “Smart”-Messumformer ist die Tatsache, dass diese über die digitale Kommunikation konfiguriert werden können. Typischerweise nutzt man einen Kommunikator oder einen Computer mit einem geeigneten Modem für solche Arbeiten. Die Konfiguration kann auch ferngesteuert aus größerer Entfernung erfolgen. Mit dem Begriff „Konfiguration“ meine ich, dass Sie sich verschiedene Parameter des Messumformers anschauen und bearbeiten können. Es ist wichtig sich daran zu erinnern, dass es mit einem Kommunikator bzw. ferngesteuert nicht möglich, wenn wir über metrologische Kalibrierung sprechen (z.B. der Vorgang der Überprüfung der Messumformergenauigkeit).  Für eine ordnungsgemäße Kalibrierung benötigen Sie immer einen genauen und rückführbaren Standard (Kalibrator).

Wenn Sie sich dafür interessieren, wie Sie den Beamex MC6 für die Kalibrierung von „smarten“ Messumformern verwenden können, können Sie sich einige Videos dazu auf unser YouTube Channel ansehen (in englischer Sprache):

•    How to calibrate a FOUNDATION Fieldbus transmitter
•    How to calibrate a WirelessHART transmitter
•    How to calibrate a Profibus transmitter

Teilen Sie es uns mit, wenn Sie Fragen oder Kommentare haben.

Ich würde wirklich sehr gerne Ihre Vorschläge zu den Themen, über die Sie gerne mehr wissen würden und über die wir in diesem Blog schreiben sollen, bekommen.

Großartig, wenn Sie bis hier gelesen haben. Vielen Dank und ich kontaktiere Sie später (telefonisch oder schriftlich). 

Bitte das Bild anklicken um einen kostenlosen Artikel herunterzuladen:

Originaler Blog Post: Why must also "Smart" transmitters be calibrated?
Veröffentlich: 9.9.2016
Verfasst durch Heikki Laurila.