Разумна надокнада грешкеСензори притискаје кључ њихове примене. Сензори притиска углавном имају грешку осетљивости, грешку у надокнади, грешка хистерезе и линеарне грешке. Овај чланак ће увести механизме ова четири грешке и њихов утицај на резултате испитивања. У исто време, то ће увести методе калибрације притиска и примере примене за побољшање тачности мерења.
Тренутно постоји широк спектар сензора на тржишту, што омогућава дизајн инжењерима да одаберу сензоре притиска потребне за систем. Ови сензори укључују и најосновније трансформаторе и сложеније сензоре високе интеграције са круговима на чипима. Због ових разлика, инжењери дизајна морају тежити да надокнаде грешке мерења у сензорима притиска, што је важан корак у осигуравању да сензори испуњавају услове за дизајн и пријаву. У неким случајевима надокнада може побољшати укупне перформансе сензора у апликацијама.
Концепти о којима се разговарало у овом чланку примењују се на дизајн и примену различитих сензора притиска, који имају три категорије:
1. основна или неукивана калибрација;
2. Постоји накнада за калибрацију и температуру;
3. Има калибрацију, компензацију и појачање.
Офсет, калибрација домета и компензација температуре могу се постићи кроз танке мрежне мреже на филмске отпорнике, које користе ласерски корекцију током процеса паковања. Овај сензор се обично користи у комбинацији са микроконтролером, а уграђени софтвер самог микроконтролера успоставља математички модел сензора. Након што микроконтролер чита излазни напон, модел може претворити напон у вредност мерења притиска кроз трансформацију аналогног до дигиталног претварача.
Најједноставнији математички модел за сензоре је функција преноса. Модел се може оптимизовати током целог процеса калибрације, а његова зрелост ће се повећавати уз повећање калибрационих тачака.
Из метролошке перспективе, грешка мерења има прилично строгу дефиницију: карактерише разлику између измереног притиска и стварног притиска. Међутим, обично није могуће директно добити стварни притисак, али може се проценити коришћењем одговарајућих стандарда притиска. Метролози обично користе инструменте са тачношћу најмање 10 пута веће од измерене опреме као стандарда мерења.
Због чињенице да невалибрирани системи могу претворити само излазне напомене да притиснете типичну осетљивост и вредности офсет.
Ова неуклађена почетна грешка састоји се од следећих компоненти:
1. Грешка осетљивости: Величина генерисане грешке пропорционална је притиску. Ако је осетљивост уређаја већа од типичне вредности, грешка осетљивости ће бити све већа функција притиска. Ако је осетљивост нижа од типичне вредности, грешка осетљивости ће бити смањена функција притиска. Разлог за ову грешку настаје због промена у процесу дифузије.
2 Оффсет Грешка: Због константне вертикалне надокнаде током целог распона притиска, промене у дифузији трансформатора и корекције прилагођавања ласера резултираће у надокнађивању грешака.
3. Грешка ЛАГ-а: У већини случајева грешка ЛАГ-а може се у потпуности занемарити јер силиконски вафли имају високу механичку крутост. Генерално, грешка хистерезе мора се узети у обзир само у ситуацијама у којима постоји значајна промена притиска.
4. Линеарна грешка: Ово је фактор који има релативно мали утицај на почетну грешку, што је узроковано физичком нелинеарном силицијумском резином. Међутим, за сензоре са појачалима, нелинеарност појачала би такође требала бити укључена. Линеарна кривина грешке може бити конкавна крива или конвексна крива.
Калибрација може да елиминише или увелико смањите ове грешке, док технике компензације обично захтевају одређивање параметра стварне функције преноса система, уместо да једноставно користе типичне вредности. Потентиметри, подесиви отпорници и други хардвер се могу користити у процесу компензације, док софтвер може флексибилнији овај рад надокнаде грешке.
Једна поента метода калибрације може надокнадити грешке у оффсет елиминисањем дрифта на нулту тачку функције преноса, а ова врста методе калибрације назива се аутоматски нула. Офсет калибрација се обично изводи на нултом притиску, посебно у диференцијалним сензорима, јер је диференцијални притисак обично 0 под номиналним условима. За чисте сензоре, офсет калибрација је тежа јер или захтева систем за читање притиска за мерење калибриране вредности притиска под условима атмосфера спољних атмосфера или контролером притиска да би се добио жељени притисак.
Калибрација диференцијалних сензора од нулте притиска је врло тачна јер је притисак калибрације строго нула. С друге стране, тачност калибрације када притисак није нула зависи од перформанси контролера притиска или мерног система.
Изаберите притисак калибрације
Избор калибрационог притиска је веома важан јер одређује опсег притиска који постиже најбољу тачност. У ствари, након калибрације, стварна оффсет грешка је минимизирана у тачки калибрације и остаје на малој вредности. Стога се тачака калибрације мора одабрати на основу циљног опсега притиска, а опсег притиска не може бити у складу са радном распоном.
Да би претворили излазни напон у вриједност притиска, типична осетљивост се обично користи за калибрацију појединачних тачака у математичким моделима јер је стварна осетљивост често непозната.
Након обављања оффсет калибрације (ПЦАЛ = 0), кривина грешке приказује вертикалну оффсет у односу на црну кривуљу која представља грешку пре калибрације.
Ова метода калибрације има строже захтеве и веће трошкове имплементације у поређењу са једном методом калибрације тачке. Међутим, у поређењу са методом калибрације тачке, ова метода може значајно да побољша тачност система, јер не само калибрише компензацију, већ и калибритет осетљивости сензора. Стога, у израчунавању грешака, уместо атипичних вредности се могу користити стварне вредности осетљивости.
Овде се калибрација врши под условима од 0-500 мегапасцалс (пуна скала). Пошто је грешка у калибрацијским тачкама близу нуле, посебно је важно правилно поставити ове тачке како би се добила минимална грешка мерења у оквиру очекиваног опсега притиска.
Неке апликације захтевају да се одржи велика прецизност током целог опсега притиска. У овим апликацијама, метода са више тачака може се користити за добијање најуписнијих резултата. У методи са више тачки калибрације не узимају се само помак и грешке осетљивости, већ и највише линеарних грешака узима се у обзир. Математички модел који се овде користи потпуно је исти као двостепена калибрација за сваки интервал калибрације (између две калибрационе тачке).
Калибрација са три тачке
Као што је раније поменуто, линеарна грешка има доследан облик, а кривина грешке у складу је са кривуљом квадратне једначине, са предвидљивом величином и обликом. Ово се посебно односи на сензоре који не користе појачале, јер је нелинеарност сензора у основи на основу механичких разлога (узрокована танким филмом притиска силицијумског вафла).
Опис линеарних карактеристика грешке може се добити израчунавањем просечне линеарне грешке типичних примера и одређивање параметара полинолне функције (А × 2 БКС + Ц). Модел добијен након утврђивања А, Б и Ц је ефикасан за сензоре истог типа. Ова метода може ефикасно надокнадити линеарне грешке без потребе за трећом калибрационом тачком.
Вријеме поште: фебруар-27-2025