Waarom treedt hysterese op in druksensoren? Oorzaken van hysteresefouten in druksensoren

Hysterese is in het algemeen het verschil tussen het schakelpunt en het resetpunt, uitgedrukt als een positief of negatief percentage van het gespecificeerde drukbereik. De hysterese wordt veroorzaakt door de natuurlijke weerstand van een drukgevoelig materiaal zoals een membraan.

Met andere woorden, wanneer een schakelaar van toestand verandert, bijvoorbeeld van open naar gesloten, zal het punt waarop de schakelaar de open toestand herstelt (de oorspronkelijke stand) niet precies op het oorspronkelijke punt liggen. Het verschil tussen deze twee punten is de hysterese.

De juiste instelling ervan in de druksensor voorkomt dat het systeem gaat oscilleren en dus instabiel wordt. Dit zou werken als het schakelpunt en het resetpunt op dezelfde waarde waren ingesteld.

Hysterese in druksensoren — voorbeeld

Als voorbeeld nemen we een druksensor voor een drinkwaterpomp met het schakelpunt en resetpunt ingesteld op 6 bar. Wanneer deze waarde wordt overschreden, zal de drukschakelaar de schakeluitgang activeren en de pomp stoppen. Hierdoor daalt de druk tot onder 6 bar en wordt de pomp opnieuw gestart. Met dergelijke instellingen, waarbij schakelpunt = resetpunt, zal dit proces zich continu herhalen met korte tussenpozen, bij de kleinste drukschommeling. Dit leidt tot instabiliteit van de pomp en snelle slijtage.

Om vroegtijdige uitval van de pomp te voorkomen, is het daarom noodzakelijk om een aan het proces aangepast schakelpunt en resetpunt in te stellen. Op deze manier wordt de hysteresislus stabiel geregeld.

Hysterese en sensoren

Het fenomeen hysterese komt voor bij zowel mechanische als elektronische druksensoren, maar ook bij temperatuur-, niveau— en flowsensoren.

Mechanische druksensoren versus elektronische druksensoren in relatie tot hysterese

Mechanische druksensoren hebben meestal een hysteresis die vooraf is gedefinieerd door de fabrikant, terwijl bij de elektronische druksensoren de hysteresis vaak configureerbaar is.

Mechanische druksensor

De hysteresis van mechanische druksensoren is te vinden in de specificaties van de fabrikant. Meestal is deze ingesteld op 10-20% van de waarde die het schakelpunt heeft.

Elektronische druksensor

Elektronische druksensoren, zoals JUMO DELOS SI bieden de mogelijkheid van een volledig instelbare hysteresis in het nominale meetbereik. De hysteresis kan worden ingesteld via een extern programma of via het geïntegreerde display.

Hysterese instellen — voordeel

Het voordeel van een instelbare hysteresis is dat het meetbereik verschoven kan worden afhankelijk van de toepassing. Dit biedt de mogelijkheid om het schakel— en resetpunt nauwkeurig te bepalen, waardoor de operator meer controle heeft over de algehele prestaties van zijn engineeringsysteem.

DELOS SI druksensor – schakeluitgangen

Voor de zeer nauwkeurige druksensor JUMO DELOS SI kan de schakeluitgang van het apparaat worden geselecteerd:

• type: normaal open of gesloten

• werking: venster of hysteresis

Hysterese schakelfunctie — toepassingen

Veel druksensoren hebben ook een veiligheidsfunctie en worden onder andere gebruikt om een kritische drempelwaarde te bewaken. De meest gebruikte schakelfunctie is de hysteresis, vanwege het gebruiksgemak.

Voor mechanische druksensoren is hysteresis de enige schakeloptie. Elektronische druksensoren hebben nog een 'venster' schakelfunctie.

Hysterese schakelfunctie vs. vensterfunctie — werkingsprincipe, verschillen

De hysteresisschakelfunctie bewaakt of een grenswaarde (schakelpunt) wordt overschreden, terwijl de "venster"— functie bewaakt of het gemeten proces zich tussen de onder— en bovengrens in het ingestelde bereik bevindt. De schakeluitgang verandert van status (bijv. open -> gesloten, actief -> inactief) wanneer de grenswaarde of de boven— of ondergrens in het "venster" wordt overschreden.

Daarom is het gebruik van hysteresis geschikt voor toepassingen waarbij slechts één setpointinstelling nodig is, terwijl de vensterfunctie geschikt is voor toepassingen waarbij onder— en bovengrenzen nodig zijn.

Hulp nodig bij het kiezen van de juiste druksensor of hysteresisinstelling? Neem contact met ons op, onze specialisten staan voor je klaar!

Over de Auteur