Arrazoizko errorea kalte-ordainaPresio sentsoreakhaien aplikazioaren gakoa da. Presio sentsoreek batez ere sentsibilitate errorea, desplazamendu-akatsak, histeresiaren akatsak eta akats linealak dituzte. Artikulu honetan lau akats horien mekanismoak eta proba emaitzetan duten eragina aurkeztuko dituzte. Aldi berean, presioaren kalibrazio metodoak eta aplikazioen adibideak sartuko ditu neurketa zehaztasuna hobetzeko.
Gaur egun, merkatuan sentsore ugari daude, eta horrek diseinatzeko ingeniariak sistemarako beharrezkoak diren presio-sentsoreak aukeratzeko aukera ematen du. Sentsore hauek transformadore oinarrizkoenak eta integrazio handiko sentsore konplexuagoak dira, txip-zirkuituak dituztenak. Desberdintasun horiek direla eta, diseinuko ingeniariek presio sentsoreetan neurketa akatsak konpentsatzeko ahalegina egin behar dute, eta horrek urrats garrantzitsua da sentsoreek diseinu eta aplikazio eskakizunak betetzen dituztela ziurtatzeko. Zenbait kasutan, kalte-ordaina ere aplikazioetan sentsoreen errendimendu orokorra ere hobetu daiteke.
Artikulu honetan eztabaidatutako kontzeptuak presio-sentsore desberdinen diseinuan eta aplikazioan aplikagarriak dira, hiru kategoria dituztela:
1.. Oinarrizko edo zehaztu gabeko kalibrazioa;
2. Kalibrazio eta tenperatura kalte-ordaina daude;
3. Kalibrazioa, kalte-ordaina eta anplifikazioa ditu.
Offset, barruti kalibrazioa eta tenperatura kalte-ordaina lortu ahal izango dira zinema-erresistentziako sare meheen bidez, ontziratze prozesuan laser zuzenketa erabiltzen dutenak. Sentsore hori normalean mikrokontroladore batekin batera erabiltzen da, eta mikrokontroladorearen kapsulatutako softwareak berak sentsorearen eredu matematikoa ezartzen du. Mikrokontroladoreak irteerako tentsioa irakurri ondoren, ereduak tentsioa presio neurketa balio bihurtu dezake bihurgailu analogiko-digitala eraldatuz.
Sentsoreen eredu matematiko sinpleena transferentzia funtzioa da. Eredua kalibrazio prozesu osoan optimizatu daiteke, eta bere heldutasuna handitu egingo da kalibrazio puntuen gehikuntzarekin.
Ikuspegi metrologiko batetik, neurketa-akatsak definizio nahiko zorrotza du: presio neurtutako eta presioaren arteko aldea ezaugarritzen du. Hala ere, normalean ezinezkoa da zuzenean presioa zuzenean lortzea, baina presio arau egokiak erabiliz kalkulatu daiteke. Metrologoek normalean neurketa estandar gisa neurtutako ekipoak baino 10 aldiz handiagoa duten instrumentuak erabiltzen dituzte.
Kalibratu gabeko sistemek irteerako tentsioa soilik presio bihur dezakete sentsibilitate tipikoa eta desplazamendu balioak erabiliz.
Kalibratu gabeko hasierako errore hau osagai hauek osatzen dute:
1. Sentsibilitate errorea: sortutako errorearen magnitudea presioaren proportzionala da. Gailuaren sentsibilitatea balio tipikoa baino handiagoa bada, sentsibilitate errorea presioaren funtzionamendu handiagoa izango da. Sentsibilitatea balio tipikoa baino txikiagoa bada, sentikortasun-errorea presioaren funtzio jaitsiera izango da. Akats honen arrazoia difusio prozesuan izandako aldaketengatik da.
2. Konfigazio-errorea: presio-barruti osoan konpentsazio bertikal etengabea dela eta, transformadoreen difusioaren eta laser doitzeko zuzenketen aldaketak akatsak desplazamenduak eragingo ditu.
3. ERAGINA ERROREA: Gehienetan, Lag errorea erabat alde batera utzi daiteke, silizioko ogiek gogortasun mekaniko handia dutelako. Oro har, histeresi errorea presio aldaketa garrantzitsua dagoen egoeretan soilik hartu behar da kontuan.
4. Akats lineala: hasierako errorearen gaineko eragin nahiko txikia duen faktorea da, silizioaren wafer-en ez-finalitate fisikoak eragindakoa. Hala ere, anplifikadoreak dituzten sentsoreentzat, anplifikadorearen ez-linealtasuna ere sartu behar da. Akats linealaren kurba kurba konkretua edo kurba konbokatua izan daiteke.
Kalibrazioak akats horiek ezabatu edo murriztu ditzake, eta kalte-ordain teknikek normalean sistemaren benetako transferentzia funtzioaren parametroak zehaztea eskatzen dute, balio tipikoak erabiltzea baino. Potentzometroak, erresistentzia erregulagarriak eta beste hardware batzuk erabil daitezke kalte-ordaina prozesuan, eta softwareak akatsak kalte-ordaina lan egin dezake.
Puntuaren kalibratze metodoak konpentsatutako akatsak konpentsatu ditzake transferentziaren funtzioaren zero puntuan, eta kalibrazio metodo mota hau zero automatiko deritzo. Kalibrazio desplazamendua zero presioan egiten da normalean, batez ere sentsore diferentzialetan, presio diferentziala normalean 0 baldintza nominaletan dago. Sentsore hutsak direla eta, kalibrazio desplazamendua zailagoa da, presioaren irakurketa sistema behar delako, bere presioaren balio kalibratua neurtzeko, inguru anbient presioaren baldintzetan, edo presio kontrolagailu bat nahi duzun presioa lortzeko.
Sentsore diferentzialen zero presio kalibratzea oso zehatza da, kalibrazioko presioa zero delakoa delako. Bestalde, kalibrazioaren zehaztasuna presioa ez denean presio kontroladorearen edo neurketa sistemaren errendimenduaren araberakoa da.
Hautatu Kalibrazioko presioa
Kalibrazioaren presioa hautatzea oso garrantzitsua da zehaztasunik onena lortzen duen presio-tartea zehazten duelako. Izan ere, kalibrazioaren ondoren, benetako konpentsazio akatsa kalibrazio puntuan minimizatzen da eta balio txikian izaten jarraitzen du. Hori dela eta, kalibratzeko puntua hautatu behar da xede-presioaren barrutian oinarrituta, eta baliteke presio-tartea ez dela batere koherenteak lan-barrutiarekin.
Irteerako tentsioa presio-balioa bihurtzeko, sentsibilitate tipikoa normalean modelo matematikoetan puntu bakarreko kalibraziorako erabiltzen da, benetako sentsibilitatea askotan ezezaguna delako.
Kalibrazio desplazamendua egin ondoren (PCAL = 0), errore kurbak kalibrazioaren aurretik akatsa irudikatzen duen kurba beltzaren aldean desplazamendu bertikala erakusten du.
Kalibrazio metodo honek eskakizun zorrotzagoak eta ezarpen kostu handiagoak ditu puntu kalibratzeko metodoarekin alderatuta. Hala ere, puntuaren kalibrazio metodoarekin alderatuta, metodo honek sistemaren zehaztasuna nabarmen hobetu dezake, desplazamendua kalibratzen ez ezik, sentsorearen sentsibilitatea ere kalibratzen duelako. Hori dela eta, akatsen kalkuluan, benetako sentikortasun-balioak balio atipikoen ordez erabil daitezke.
Hemen, kalibrazioa 0-500 megapascal (eskala osoa) baldintzetan egiten da. Kalibrazio puntuen akatsa zerotik gertu dagoenez, bereziki garrantzitsua da puntu horiek behar bezala ezartzea espero den presio-barrutiko gutxieneko neurketa errorea lortzeko.
Aplikazio batzuek zehaztasun handia behar dute presio-tarte osoan zehar. Aplikazio horietan, puntu anitzeko kalibrazio metodoa emaitza egokienak lortzeko erabil daiteke. Puntu anitzeko kalibrazio metodoan, desplazamendu eta sentsibilitate akatsak ez ezik, akats linealak ere kontuan hartzen dira. Hemen erabiltzen den eredu matematikoa kalibrazio tarte bakoitzeko bi etapetako kalibrazioaren berdina da (bi kalibrazio puntuen artean).
Hiru puntu kalibrazioa
Lehen aipatu bezala, akats linealak forma koherentea du, eta akats kurba ekuazio koadratiko baten kurbarena da, tamaina eta forma aurreikusitakoa. Hau da, batez ere, anplifikadoreek erabiltzen ez dituzten sentsoreengatik, sentsorearen ez direnak funtsean arrazoi mekanikoetan oinarrituta daudelako (siliziozko waferraren film meheak eragindakoak).
Errore linealaren ezaugarrien deskribapena adibide tipikoen batez besteko akats lineala kalkulatuz lor daiteke eta funtzio polinomioaren parametroak zehazten ditu (a × 2 + bx + c). A, B eta C zehaztu ondoren lortutako eredua eraginkorra da mota bereko sentsoreentzat. Metodo honek eraginkortasunez konpentsatu ditzake akats linealak hirugarren kalibrazio puntu baten beharrik gabe.
Post ordua: 20125eko otsailak 27