Ağlabatan səhv kompensasiyasıTəzyiq sensorlarıtətbiqlərinin açarıdır. Təzyiq sensorları əsasən həssaslıq xətası, ofset səhvləri, histerisis xətası və xətti səhvləri var. Bu məqalə bu dörd səhvin mexanizmlərini və onların test nəticələrinə təsirini təqdim edəcəkdir. Eyni zamanda, ölçmə dəqiqliyini artırmaq üçün təzyiq kalibrləmə metodlarını və tətbiq nümunələrini təqdim edəcəkdir.
Hazırda bazarda, dizayn mühəndisləri sistem üçün tələb olunan təzyiq sensorlarını seçməyə imkan verən müxtəlif sensorlar var. Bu sensorlar həm ən əsas transformatorlar, həm də çip dövrü ilə birlikdə daha mürəkkəb yüksək inteqrasiya sensorları daxildir. Bu fərqlər səbəbindən dizayn mühəndisləri, tətbiqi sensorlardakı ölçmə səhvlərini kompensasiya etməyə çalışmalıdırlar, bu sensorların dizaynı və tətbiqi tələblərinə cavab verməsini təmin etmək üçün vacib bir addımdır. Bəzi hallarda kompensasiya də tətbiqlərdə sensorların ümumi performansını da artıra bilər.
Bu məqalədə müzakirə olunan anlayışlar üç kateqoriyaya sahib olan müxtəlif təzyiq sensorlarının dizaynı və tətbiqi üçün tətbiq olunur:
1. Əsas və ya indikləşdirilmiş kalibrləmə;
2. Kalibrləmə və temperatur kompensasiyası var;
3. Kalibrləmə, kompensasiya və gücləndirmə var.
Ofset, diapazon kalibrlənməsi və temperatur kompensasiyası, hamısı qablaşdırma prosesi zamanı lazer düzəlişindən istifadə edən nazik film rezistor şəbəkələri vasitəsilə əldə edilə bilər. Bu sensor, ümumiyyətlə mikroiontroller ilə birlikdə istifadə olunur və mikroiontrollerin özünəməxsus proqramı sensorun riyazi modelini müəyyənləşdirir. Microcontroller çıxış gərginliyini oxuduqdan sonra, model, analoq-rəqəmsal konverterin çevrilməsi yolu ilə gərginliyi təzyiq ölçmə dəyərinə çevirə bilər.
Sensorlar üçün ən sadə riyazi model köçürmə funksiyasıdır. Model bütün kalibrləmə prosesi boyunca optimallaşdırıla bilər və yetkinliyi kalibrləmə nöqtələrinin artması ilə artacaq.
Bir metroloji baxımdan, ölçmə səhvinin kifayət qədər ciddi bir tərifi var: ölçülmüş təzyiq və faktiki təzyiq arasındakı fərqi xarakterizə edir. Bununla birlikdə, ümumiyyətlə faktiki təzyiqi birbaşa əldə etmək mümkün deyil, lakin müvafiq təzyiq standartlarından istifadə etməklə qiymətləndirilə bilər. Metroloqlar ümumiyyətlə ölçülmüş avadanlıqdan ən azı 10 dəfə ölçülü avadanlıqdan ən azı 10 qat yüksək olan alətlərdən istifadə edirlər.
Qeyri-adi sistemlər yalnız tipik həssaslıq və ofset dəyərlərindən istifadə edərək təzyiq etmək üçün çıxış gərginliyini çevirə bilər.
Bu qeyri-adi ilkin səhv aşağıdakı komponentlərdən ibarətdir:
1. Həssaslıq xətası: Yaranan səhvin miqyası təzyiqlə mütənasibdir. Cihazın həssaslığı tipik dəyərdən yüksəkdirsə, həssaslıq xətası artan təzyiq funksiyası olacaqdır. Həssaslıq tipik dəyərdən daha aşağı olarsa, həssaslıq xətası təzyiqin azalması funksiyası olacaqdır. Bu səhvin səbəbi diffuziya prosesindəki dəyişikliklərə görədir.
2. Ofset səhvi: Bütün təzyiq aralığında daimi şaquli ofset səbəbindən, transformator diffuziyasında dəyişikliklər və lazer tənzimləmə düzəlişində dəyişikliklər səhvləri əvəz edəcəkdir.
3. LAG xətası: Əksər hallarda, silikon gofreyi yüksək mexaniki sərtliyə malik olduğu üçün geriləmə xətası tamamilə nəzərə alınmaya bilər. Ümumiyyətlə, histerisis xətası yalnız təzyiqdə əhəmiyyətli bir dəyişiklik olduğu vəziyyətlərdə nəzərə alınmalıdır.
4. Xətti səhv: Bu, silikon vafləsinin fiziki qeyri-xətti səbəb olan ilkin səhvə nisbətən kiçik bir təsir göstərən bir amildir. Ancaq gücləndiricilər olan sensorlar üçün gücləndiricinin qeyri-xətti də daxil edilməlidir. Xətti səhv əyrisi konkav əyri və ya bir konveks əyri ola bilər.
Kalibrləmə bu səhvləri aradan qaldıra bilər və ya çox azalda bilər, kompensasiya üsulları, adətən tipik dəyərlərdən istifadə etmək əvəzinə, sistemin faktiki ötürmə funksiyasının parametrlərini müəyyənləşdirməyi tələb edir. Potentiometrlər, tənzimlənən rezistorlar və digər avadanlıqlar hamısı kompensasiya prosesində istifadə edilə bilər, proqram bu səhv kompensasiya işini daha çevik şəkildə həyata keçirə bilər.
Bir nöqtə kalibrləmə üsulu, köçürmə funksiyasının sıfır nöqtəsində sürüşmə yolu ilə sürüşmə ilə əvəzini ödəyə bilər və bu tip kalibrləmə üsulu avtomatik sıfırlama adlanır. Ofset kalibrləmə ümumiyyətlə sıfır təzyiqdə, xüsusən diferensial sensorlarda, diferensial təzyiqin adətən nominal şəraiti altında 0-a nisbətdədir. Saf sensorlar üçün, ofset kalibrlənməsi daha çətindir, çünki ya ətraf mühitin təzyiqinin şərtləri altında kalibrlənmiş təzyiq dəyərini və ya istədiyiniz təzyiq nəzarətçisini ölçmək üçün təzyiq oxu sistemi tələb edir.
Diferensial sensorların sıfır təzyiqinin kalibrlənməsi çox dəqiqdir, çünki kalibrləmə təzyiqi ciddi sıfırdır. Digər tərəfdən, təzyiq sıfır olmayan zaman kalibrləmə dəqiqliyi təzyiq nəzarət cihazının və ya ölçmə sisteminin performansından asılıdır.
Kalibrləmə təzyiqini seçin
Kalibrləmə təzyiqinin seçimi çox vacibdir, çünki ən yaxşı dəqiqliyə nail olan təzyiq çeşidini təyin edir. Əslində, kalibrləmədən sonra faktiki ofset səhvi kalibrləmə nöqtəsində minimuma endirilir və kiçik bir dəyərdə qalır. Buna görə, kalibrləmə nöqtəsi hədəf təzyiq çeşidinə görə seçilməlidir və təzyiq diapazonu iş aralığına uyğun olmaya bilər.
Çıxış gərginliyini təzyiq dəyərinə çevirmək üçün, tipik həssaslıq ümumiyyətlə riyazi modellərdə bir nöqtə kalibrləmə üçün istifadə olunur, çünki faktiki həssaslıq tez-tez məlum deyil.
Ofset kalibrləmə (PCAL = 0) yerinə yetirdikdən sonra, səhv əyri, kalibrləmə əvvəli xətanı təmsil edən qara əyri üçün şaquli ofset göstərir.
Bu kalibrləmə metodu, bir nöqtə kalibrləmə üsulu ilə müqayisədə daha sərt tələblər və daha yüksək tətbiqetmə xərcləri var. Bununla birlikdə, nöqtə kalibrləmə metodu ilə müqayisədə, bu üsul yalnız ofseti kalibr edir, eyni zamanda sensorun həssaslığını kalibr edir, çünki sistemin düzgünlüyünü əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər, eyni zamanda sensorun həssaslığını kalibr edir. Buna görə səhv hesablamada, atipik dəyərlərin əvəzinə faktiki həssaslıq dəyərlərindən istifadə edilə bilər.
Burada kalibrləmə 0-500 meqapaskal (tam miqyaslı) şəraitində aparılır. Kalibrləmə nöqtələrindəki səhv sıfıra yaxın olduğundan, gözlənilən təzyiq aralığında minimum ölçmə səhvini əldə etmək üçün bu nöqtələri düzgün qurmaq xüsusilə vacibdir.
Bəzi tətbiqlər bütün təzyiq aralığında yüksək dəqiqlik tələb olunur. Bu tətbiqlərdə ən ideal nəticələr əldə etmək üçün çox nöqtəli kalibrləmə metodu istifadə edilə bilər. Çox nöqtəli kalibrləmə metodunda nəinki ofset və həssaslıq səhvləri nəzərə alınmır, eyni zamanda ən xətti səhvlər nəzərə alınır. Burada istifadə olunan riyazi model, hər bir kalibrləmə intervalı (iki kalibrləmə nöqtəsi arasında) üçün iki mərhələli kalibrləmə ilə eynidir.
Üç nöqtə kalibrləmə
Daha əvvəl qeyd olunduğu kimi, xətti səhv ardıcıl bir forma malikdir və səhv əyri, proqnozlaşdırıla bilən ölçü və forma olan bir kvadrat tənliyin əyrisinə uyğundur. Bu, gücləndiricilərdən istifadə etməyən sensorlar üçün xüsusilə doğrudur, çünki sensorun qeyri-xətti qeyri-sabitliyi mexaniki səbəblərə əsaslanaraq (silikon vaflonun incə təzyiqi səbəbindən).
Xətti səhv xüsusiyyətlərinin təsviri tipik nümunələrin orta xətti səhvini və polinomial funksiyanın parametrlərini (A × 2 + bx + C) müəyyənləşdirməklə əldə etmək olar. A, B və C təyin edildikdən sonra əldə edilən model eyni tip sensorlar üçün təsirlidir. Bu üsul üçüncü bir kalibrləmə nöqtəsinə ehtiyac olmadan xətti səhvləri səmərəli şəkildə kompensasiya edə bilər.
Saat: Fevral-27-2025