سنسورهای فشار (یا ترانسدیوسرها) ابزارهای اندازه‌گیری حیاتی هستند که فشار سیال را به یک سیگنال الکتریکی متناسب (معمولاً یا ) تبدیل می‌کنند. در سیستم‌های هیدرولیک، دقت این سنسورها، عملکرد ایمن و صحیح سیستم (مانند کنترل شیرهای تناسبی و محدودیت فشار ایمنی) را تضمین می‌کند. در سیستم‌های آبیاری، کالیبراسیون دقیق، توزیع یکنواخت آب و مدیریت بهینه انرژی پمپ را فراهم می‌سازد. کالیبراسیون فرآیندی است که دقت اندازه‌گیری سنسور را با مقایسه آن با یک ابزار مرجع (استاندارد) تأیید می‌کند و هرگونه انحراف را تنظیم می‌نماید.
۱. لزوم کالیبراسیون در سیستم‌های سیال
کالیبراسیون سنسورهای فشار در سیستم‌های هیدرولیک و آبیاری بیش از یک روال ساده تعمیر و نگهداری است؛ یک الزام عملیاتی و ایمنی است.
الف) در سیستم‌های هیدرولیک (فشار بالا)
ایمنی عملکرد: سنسورهای فشار اغلب برای کنترل حداکثر فشار ایمنی سیستم یا کنترل فعال شیرهای فشار استفاده می‌شوند. عدم دقت سنسور می‌تواند منجر به اعمال فشار بیش از حد به سیلندرها، لوله‌ها یا شیلنگ‌ها شده و خطر ترکیدگی، خرابی مکانیکی و تصادف را افزایش دهد.
کنترل کیفی: در پرس‌های هیدرولیک و ماشین‌های تزریق، گشتاور یا نیروی اعمال‌شده به صورت مستقیم از طریق فشار روغن کنترل می‌شود. کالیبراسیون نادرست به معنای تولید محصولات با کیفیت نامطلوب یا شکست در آزمون‌های تنش است.
ب) در سیستم‌های آبیاری (مدیریت آب)
راندمان آبیاری: در سیستم‌های آبیاری قطره‌ای، فشار آب مستقیماً بر دبی خروجی قطره‌چکان‌ها تأثیر می‌گذارد. یک سنسور ناکالیبره ممکن است به سیستم فرمان دهد که فشار کافی است، در حالی که در واقع، فشار پایین بوده و منجر به کم‌آبی گیاه می‌شود.
بهینه‌سازی انرژی: سنسورهای فشار در سیستم‌های مجهز به درایو فرکانس متغیر ()، به کنترلر فرمان می‌دهند تا سرعت پمپ را برای حفظ فشار ثابت تنظیم کند. سنسور ناکالیبره باعث نوسان فشار و مصرف بیش از حد یا کمبود توان پمپ می‌شود.
۲. اصول فنی و مکانیزم کالیبراسیون
یک سنسور فشار باید در دو جنبه اصلی کالیبره شود: نقطه صفر (Zero) و دهانه (Span).
الف) تجهیزات مرجع و ردیابی (Traceability)
کالیبراسیون باید با استفاده از ابزارهای مرجعی انجام شود که خود دارای گواهینامه کالیبراسیون معتبر از یک مرجع بالاتر (مانند یا سازمان استاندارد ملی) باشند. این قابلیت ردیابی (Traceability) قانونی، تضمین می‌کند که اندازه‌گیری‌ها مطابق با استانداردهای بین‌المللی هستند.
استاندارد مرجع: معمولاً یک کالیبراتور فشار دیجیتال با دقتی حداقل چهار برابر بهتر از سنسور تحت کالیبراسیون ( Ratio).
ب) فرآیند کالیبراسیون گام به گام
نقطه صفر (Zero Point):
سنسور از سیستم جدا شده و در شرایط فشار اتمسفر (یا خلاء مطلق) قرار می‌گیرد.
خروجی الکتریکی (مثلاً میلی‌آمپر) خوانده می‌شود. خروجی باید دقیقاً مقدار یا باشد.
در صورت انحراف، تنظیمات صفر سنسور یا کالیبراتور انجام می‌شود تا خروجی دقیقاً روی نقطه شروع تنظیم شود.
دهانه (Span Point):
فشار مرجع (معمولاً حداکثر ظرفیت سنسور) توسط یک پمپ فشار (هیدرولیکی یا پنوماتیک) به سنسور اعمال می‌شود.
خروجی الکتریکی خوانده می‌شود. خروجی باید دقیقاً مقدار یا باشد.
در صورت انحراف، تنظیمات دهانه سنسور انجام می‌شود تا خروجی در حداکثر فشار، مقدار درست را نشان دهد.
تکرارپذیری و خطی‌سازی (Linearity):
برای بررسی صحت در تمام محدوده، نقاط میانی نیز اعمال و خطاها ثبت می‌شوند. سنسورهای با کیفیت بالا، دارای خطای خطی‌سازی کمی هستند.
۳. زمان‌بندی و دلایل رایج افت دقت
حفظ دقت سنسور نیازمند درک عوامل محیطی است که دقت آن را کاهش می‌دهند.
الف) زمان‌بندی کالیبراسیون
دوره‌ای: معمولاً حداقل سالی یک بار یا هر زمان که شرکت سازنده توصیه کرده باشد.
بعد از رخدادهای غیرعادی: هرگاه سنسور در معرض فشار بیش از حد (Overpressure) (حتی اگر سنسور آسیب ندیده باشد) یا شوک مکانیکی قرار گیرد.
در صورت مشاهده انحراف: هرگاه خروجی سیستم کنترل (مانند نوسان یا کندی پاسخ) نشان‌دهنده یک مشکل فشار باشد.
ب) دلایل رایج افت دقت (Drift)
خزش سنسور (Sensor Creep): قرار گرفتن طولانی‌مدت تحت فشار بالا یا تغییرات مکرر فشار، به تدریج باعث تغییر خواص فیزیکی کرنش‌سنج داخلی سنسور شده و باعث جابه‌جایی نقطه صفر و دهانه می‌شود.
تغییرات دمایی: دما می‌تواند بر مدارات الکترونیکی و مکانیزم سنسور تأثیر بگذارد. سنسورها باید در محدوده دمایی تعیین‌شده کالیبره شوند.
آلودگی: در سیستم‌های هیدرولیک، ورود ذرات یا لجن به دیافراگم سنسور می‌تواند به صورت فیزیکی بر اندازه‌گیری تأثیر بگذارد.
۴. نتیجه‌گیری
کالیبراسیون سنسورهای فشار یک عنصر اساسی در نگهداری پیشگیرانه است. در سیستم‌های هیدرولیک، دقت کالیبراسیون مستقیماً با ایمنی و کیفیت تولید گره خورده است. در سیستم‌های آبیاری، این امر کارایی آب و انرژی را تضمین می‌کند. سرمایه‌گذاری در ابزارهای مرجع دقیق و پایبندی به برنامه کالیبراسیون دوره‌ای، به طور قطع هزینه‌های عملیاتی را کاهش داده و از خرابی‌های پرهزینه تجهیزات جلوگیری می‌کند.
