Non linealidade dos sensores de presión

Ademais da "deriva de temperatura", un sensor de alta precisión necesita investigar moito máis que iso, e a non linealidade é un dos importantes indicadores de rendemento.

Por que debes estar preocupado pola non linealidade dos sensores de presión? O sensor de presión é o compoñente principal do transmisor de presión. Na actualidade, o usado habitualmentesensor de presióné o sensor de presión piezoresistente e o seu sinal de saída ten unha gran non linealidade, o que afectará directamente ao rendemento e á precisión da medición do transmisor de presión.

Entón, cal é a non linealidade do sensor? Por definición, a non linealidade do sensor significa que a medida que a presión cambia, a saída do sensor de presión presenta unha curva característica. A porcentaxe entre a desviación máxima desta curva e a liña de montaxe e a saída a escala completa do sensor chámase non linealidade. O tamaño desta porcentaxe determina a non linealidade do sensor. Nunha comprensión sinxela e intuitiva, significa que o grao de desviación entre a curva característica de saída e a liña recta que se adapta é non lineal.

Por que os sensores de presión teñen problemas non lineais? O sensor de presión piezoresistivo do circuíto de medición da ponte usado habitualmente (Whiston Bridge), como se mostra na figura seguinte,

No estado inicial, os valores de resistencia dos catro brazos da ponte seguen sendo os mesmos. Cando a forza externa de entrada actúe, romperase o estado equilibrado da resistencia do brazo da ponte. Neste momento, aparecerá unha diferenza de potencial no terminal de saída. O cambio relativo da resistencia ao brazo da ponte está nunha certa proporción e o cambio relativo da resistencia do brazo da ponte determina a non linealidade do sensor.

E cada sensor de presión piezoresistente adopta algúns procesos especiais no proceso de fabricación, como envellecemento, choque a presión, soldadura, etc., que terán diferentes graos de influencia no rendemento do sensor. Ademais, no proceso de produción real do chip de silicio difuso, 4 é difícil manter o valor de resistencia de cada brazo da ponte absolutamente consistente, polo que cada sensor ten unha non linealidade nominal.

Dado que a non linealidade é tan importante, como calcular o valor non lineal do sensor? En primeiro lugar, deixe que o sensor presurice o sensor de presión baixo o ambiente de temperatura especificado, engádeo de cero a escala completa, reduce a presión despois de que a presión sexa estable e volva a cero. A continuación, no rango completo, incluíndo os límites superiores e inferiores da medición do sensor, seleccione 6 a 11 puntos de proba distribuídos uniformemente para a proba e repita a proba do ciclo de calibración de ascenso e caída tres ou máis veces.