No linealitat dels sensors de pressió

A més de la "deriva de temperatura", un sensor d'alta precisió necessita investigar molt més que això, i la no linealitat és un dels indicadors de rendiment importants.

Per què us hauria de preocupar per la no linealitat dels sensors de pressió? El sensor de pressió és el component principal del transmissor de pressió. Actualment, els habitualment utilitzatsSensor de pressióés el sensor de pressió piezoresistiva i el seu senyal de sortida té una gran no linealitat, que afectarà directament el rendiment i la precisió de mesurament del transmissor de pressió.

Quina és la no linealitat del sensor? Per definició, la no linealitat del sensor significa que a mesura que la pressió canvia, la sortida del sensor de pressió presenta una corba característica. El percentatge entre la desviació màxima d’aquesta corba i la línia d’adaptació i la sortida a escala completa del sensor s’anomena no linealitat. La mida d’aquest percentatge determina la no linealitat del sensor. En una comprensió senzilla i intuïtiva, significa que el grau de desviació entre la corba característica de sortida i la línia recta de muntatge és no lineal.

Per què els sensors de pressió tenen problemes no lineals? El sensor de pressió piezoresistiva utilitzava habitualment el circuit de mesura del pont (pont de Whiston), tal com es mostra a la figura següent,

En estat inicial, els valors de resistència dels quatre braços del pont segueixen sent els mateixos. Quan la força externa d’entrada actuï, l’estat equilibrat de la resistència al braç del pont es trencarà. En aquest moment, apareixerà una diferència de potencial al terminal de sortida. El canvi relatiu de la resistència al braç del pont es troba en una determinada proporció i el canvi relatiu de la resistència del braç del pont determina la no linealitat del sensor.

I cada sensor de pressió piezoresistiva adopta alguns processos especials en el procés de fabricació, com ara l’envelliment, el xoc de pressió, la soldadura, etc., que tindran diferents graus d’influència en el rendiment del sensor. A més, en el procés de producció real del xip de silici difós, 4 és difícil mantenir el valor de resistència de cada braç del pont absolutament consistent, de manera que cada sensor té una no linealitat nominal.

Com que la no linealitat és tan important, com calcular el valor no lineal del sensor? En primer lloc, deixeu que el sensor pressioni el sensor de pressió sota l’entorn de temperatura especificat, afegiu -lo de zero a escala completa, reduïu la pressió després que la pressió sigui estable i torneu a zero. A continuació, en el rang complet incloent els límits superiors i inferiors de la mesura del sensor, seleccioneu 6 a 11 punts de prova distribuïts uniformement per a la prova i repetiu el cicle de calibració de pujada i caiguda de la prova tres o més vegades.