분동식·자동·휴대형 압력 교정기, 어떻게 고를까요?
압력 교정기는 압력계나 트랜스미터에 알려진 압력을 가해 지시값을 비교하는 기준 장비로, 크게 분동식 압력계, 자동 압력 컨트롤러, 휴대형 교정기로 나뉩니다. 셋은 압력을 만드는 원리부터 달라서 정확도와 속도, 들고 다닐 수 있는지도 저마다 다릅니다. 그래서 가장 정확한 것을 고르기보다, 어디서 쓰고 목표 불확도가 얼마인지부터 정해야 합니다.
비교
압력을 만드는 방식부터 다른 세 유형
분동식은 분동의 힘과 피스톤 면적으로 압력을 직접 만듭니다. 자동 컨트롤러는 기준 센서로 압력을 재면서 제어하고, 휴대형은 압력 모듈과 펌프를 들고 가 설비 옆에서 비교합니다. 유형별 강점과 유의점은 아래 표와 같습니다.
| 구분 | 원리 | 강점 | 유의점 |
|---|---|---|---|
| 분동식 압력계 | 분동 무게 ÷ 피스톤 유효면적 | 높은 정확도, 장기 안정성 | 중력·온도 보정, 숙련된 조작 |
| 자동 압력 컨트롤러 | 기준 센서 + 자동 압력 제어 | 빠른 반복 교정, 자동화 | 기준 센서의 주기 교정 |
| 휴대형 교정기 | 내장·외장 압력 모듈 + 수동·전동 펌프 | 현장 이동, 전기 신호 동시 측정 | 배터리·환경 영향 |
분동식
분동식은 어떻게 압력을 만들까요?
분동식 압력계는 피스톤-실린더 위에 분동을 올려 압력을 만듭니다. 분동이 누르는 힘을 피스톤의 유효면적으로 나눈 값이 곧 압력입니다. OIML R 110(1994)은 게이지압 0.1~500 MPa 범위의 피스톤 압력계를 다루며, 등급을 0.005부터 0.2까지 여섯 단계로 나눕니다.
힘은 질량에 중력가속도를 곱한 값이니, 설치 장소의 중력이 결과에 그대로 들어갑니다. 중력가속도는 지역에 따라 약 0.5 %까지 차이 나기 때문에 환경 요인 가운데 국소 중력 보정의 영향이 가장 큽니다. 인터넷 예측값으로 국소 중력을 구하면 그 불확도는 약 0.0002~0.002 % 수준입니다.
| Fluke Calibration 모델군 | 매체 | 최대 압력 |
|---|---|---|
| P3100 계열 | 오일 | 140 MPa |
| P3200 계열 | 물 | 70 MPa |
| P3000 기체 계열 | 기체 | 14 MPa |
Fluke Calibration은 제작 단계에서 사용 지역의 중력에 맞춰 분동을 조정합니다. 그래서 장비를 다른 지역으로 옮기면 그 지역 중력값으로 다시 계산해야 하니, 설치 장소를 꼭 기록해 두세요.
자동 컨트롤러
같은 트랜스미터가 많다면 자동 컨트롤러
자동 압력 컨트롤러는 내장 기준 센서로 압력을 재면서 목표값까지 알아서 맞춰 줍니다. 교정 포인트를 프로그램으로 돌릴 수 있어서, 같은 종류의 트랜스미터를 여러 대 교정할 때 특히 유리합니다.
- Fluke Calibration 6270A: 모듈형 컨트롤러로, 압력 모듈 등급에 따라 0.02 % FS부터 읽음값의 0.01 %까지 고를 수 있습니다. 절대압 모듈의 영점은 다른 모듈을 기준으로 삼는 AutoZero 기능으로 자동 보정할 수 있습니다.
- Additel 761A: 전동 펌프가 들어 있어 최대 100 bar까지 스스로 압력을 만들고 제어합니다. 정확도는 0.01 % 또는 0.02 % FS이고, 배터리로 약 8시간 쓸 수 있습니다.
두 모델 모두 포인트를 프로그램으로 돌리니 반복 교정에 드는 시간이 줄어듭니다. 대신 압력을 읽는 기준 센서 자체도 주기 교정을 받아야 하므로, 센서 교정 일정까지 함께 관리하세요.
휴대형
현장 교정에는 휴대형
휴대형 교정기는 압력 모듈과 펌프를 들고 가 설비 옆에서 교정합니다. 예를 들어 Druck DPI 620 Genii는 PM620 모듈(0.025 % FS부터)에 압력 발생 스테이션을 조합해 씁니다. 기체는 PV621G로 20 bar, PV622G로 100 bar, 유압은 PV623G로 1000 bar까지 만들 수 있습니다.
DPI 620 Genii는 압력 말고도 전압, 전류(mA), 저항 같은 전기 신호와 RTD·열전대까지 잽니다. 트랜스미터의 압력 입력과 4~20 mA 출력을 한 번에 확인할 수 있는 것도 그래서이고, HART 통신은 옵션 모델에서 지원합니다.
절차
EURAMET cg-17이 나눈 세 가지 교정 절차
EURAMET cg-17(v4.1, 2022)은 목표 불확도에 따라 교정 절차를 셋으로 나눕니다. 이 기준을 거꾸로 적용해 보면, 내가 따라야 할 절차에 교정기가 얼마나 정확해야 하는지 가늠할 수 있습니다.
| 절차 | 목표 확장불확도 | 포인트 | 사이클 |
|---|---|---|---|
| 기본 | 0.2 % FS 이상 | 6점 | 1회(상승+하강) |
| 표준 | 0.05 % FS 이상 0.2 % FS 미만 | 11점 | 1회(상승+하강) |
| 종합 | 0.05 % FS 미만 | 11점 | 3회(상승+하강) |
어느 절차든 교정 전에 피교정기를 상한 압력까지 최소 2번 올려 둡니다. 기준기는 피교정기보다 불확도가 좋아야 하고, 그 비는 일반적으로 2 이상입니다. 환경은 18~28 °C 사이에서 ±1 °C로 안정된 실온을 권합니다.
높이차
기준 높이가 다르면 생기는 압력 오차
기준기와 피교정기의 압력 기준 높이가 다르면, 그 사이에 있는 매체 기둥만큼 압력 차이가 생깁니다. 분동식 압력계에 압력계를 연결하면서 두 기준 높이를 맞추지 않았다면 이 차이가 오차에 그대로 더해지는 식입니다. cg-17은 두 기준 높이를 되도록 일치시키고, 남은 차이는 보정과 불확도에 반영하라고 합니다.
유압에서는 이 차이가 특히 크니 설치 높이를 교정 기록에 함께 남겨 두세요. 그래야 나중에 값을 다시 따져 볼 수 있습니다.
선택
교정기를 고르는 다섯 단계
피교정기 목록에서 출발해 목표 불확도, 작업 장소, 작업량, 소급성 순으로 좁혀 가면 됩니다. 앞 단계에서 답을 정하면 뒤 단계의 후보는 저절로 줄어듭니다.
| 단계 | 내용 |
|---|---|
| 01 피교정기 목록 | 범위, 정확도 등급, 매체(기체·오일·물), 대수를 정리합니다. |
| 02 목표 불확도 | 가장 정밀한 피교정기를 기준으로 cg-17 절차와 불확도 비를 정합니다. |
| 03 작업 장소 | 교정실 고정인지, 현장 이동이 필요한지 정합니다. |
| 04 작업량 | 월 교정 대수가 많으면 자동화를 우선 검토합니다. |
| 05 소급성 | 기준기 자체를 KOLAS 인정 교정기관에서 교정받을 수 있는지 확인합니다. |
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자주 묻는 질문
분동식 압력계를 다른 곳으로 옮기면 다시 보정해야 하나요?
네. 분동식은 만들어 내는 압력이 국소 중력에 비례하므로, 장소가 바뀌면 그 지역 중력값으로 다시 계산해야 합니다.
압력계 교정 포인트는 몇 개가 적당한가요?
EURAMET cg-17 기준으로 기본 절차는 6점, 표준·종합 절차는 11점입니다. 목표 불확도에 맞는 절차를 먼저 고르세요.
기체 분동식 압력계로 고압까지 교정할 수 있나요?
어렵습니다. Fluke Calibration P3000 기준으로 기체 모델은 약 14 MPa까지입니다. 그보다 높은 압력은 오일이나 물을 쓰는 유압 모델로 교정합니다.
DPI 620 Genii 같은 휴대형 교정기로 트랜스미터 출력 전류도 볼 수 있나요?
볼 수 있습니다. DPI 620 Genii 같은 다기능 휴대형은 압력과 mA 신호를 함께 재고, 루프 전원도 공급합니다.
압력 기준기 불확도는 피교정기보다 얼마나 좋아야 하나요?
불확도 비 2 이상이 일반적인 기준입니다. EURAMET cg-17도 기준기의 불확도가 피교정기보다 좋아야 한다고 보고, 그 비를 일반적으로 2 이상으로 둡니다.
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교정할 계기와 작업 장소에 맞춰 교정기 구성부터 기준기 교정 계획까지 함께 정리해 드립니다. 대표번호 031-713-5988
기술 상담 신청참고 자료
- EURAMET cg-17 v4.1 Guidelines on the Calibration of Electromechanical and Mechanical Manometers (2022.9)
- OIML R 110 Pressure balances (1994)
- Fluke Calibration, Deadweight Tester Selection Guide
- Fluke Calibration, Accounting for gravity when using a deadweight tester or piston gauge
- Fluke Calibration, Guide to determining pressure measurement uncertainty for 6270A
- Additel 761A 데이터시트
- Druck DPI620G Genii 데이터시트
