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壓力傳感器的分辨率和頻率響應(yīng)性能比較分析
日期：2024-11-01 02:18
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摘要：
壓力傳感器和Druck壓力傳感器中的分辨率和頻率響應(yīng)是兩個(gè)重要的性能參數(shù)，但通常會(huì)被誤解。本文將介紹這些參數(shù)中的每個(gè)參數(shù)如何與Druck壓力傳感器和壓力傳感器相關(guān)。
解析度
壓力傳感器的分辨率定義為傳感器可以檢測(cè)到的非常小壓力變化。Druck壓力傳感器是模擬設(shè)備，理論上講，分辨率是無(wú)限的。然而，實(shí)際上，來(lái)自壓力傳感器電子設(shè)備的模擬信號(hào)的分辨率是信噪比的函數(shù)。所有模擬信號(hào)均包含噪聲，并且與Validyne可變磁阻傳感器一起使用的各種載波解調(diào)器電路對(duì)于噪聲電平的規(guī)格有所不同，這取決于所采用的解調(diào)方案和所使用的輸出濾波。通常，載波解調(diào)器信號(hào)的噪聲水平將為壓力傳感器滿量程的0.05％或更小。
頻率響應(yīng)
壓力傳感器的頻率響應(yīng)是壓力傳感器對(duì)壓力變化的響應(yīng)速度的度量。有兩種定義方法：響應(yīng)時(shí)間和平坦頻率響應(yīng)。響應(yīng)時(shí)間（有時(shí)也稱為傳感器時(shí)間常數(shù)）是當(dāng)壓力傳感器承受瞬時(shí)滿量程壓力變化時(shí)，傳感器信號(hào)從滿量程的0變?yōu)?3.2％所需的時(shí)間（以秒為單位）。響應(yīng)時(shí)間通常用于響應(yīng)一階系統(tǒng)的壓力變化的較慢壓力傳感器。知道壓力傳感器的時(shí)間常數(shù)后，用戶就可以計(jì)算出傳感器信號(hào)在操作過(guò)程中如何響應(yīng)于不同的施加壓力特征而變化。
對(duì)于更快的壓力傳感器（例如Druck壓力傳感器），平坦頻率參數(shù)是描述壓力傳感器頻率響應(yīng)的更準(zhǔn)確方法。固定頻率是壓力傳感器可以傳遞到其信號(hào)中而不會(huì)失真的非常大頻率（以Hz為單位）。這取決于壓力傳感器的幾何形狀和結(jié)構(gòu)，通向壓力傳感器的管道，流體介質(zhì)以及載波解調(diào)器的輸出過(guò)濾。
已經(jīng)測(cè)試了標(biāo)準(zhǔn)的DP15系列壓力傳感器或P55系列壓力傳感器類型的平坦響應(yīng)，并且當(dāng)變化的壓力源緊密耦合到傳感器端口時(shí)，在空氣中發(fā)現(xiàn)該頻率為80 Hz。這意味著壓力傳感器能夠允許每秒高達(dá)80次的壓力變化通過(guò)，而壓力傳感器緊密耦合時(shí)不會(huì)變形。
載波解調(diào)器的輸出濾波也會(huì)影響系統(tǒng)響應(yīng)，但通常大多數(shù)將超過(guò)80 Hz傳感器響應(yīng)頻率。但是，那些具有可選低通濾波功能的載波解調(diào)器模型可能會(huì)提供較低的設(shè)置，這些設(shè)置會(huì)濾除這些頻率，即使壓力傳感器能夠?qū)⑵鋫鬟f到信號(hào)中也是如此。
壓力傳感器/管道系統(tǒng)的平坦頻率響應(yīng)將根據(jù)空氣中的聲速與液體中的聲速之比而變化。對(duì)于水，該比率約為4倍，因此壓力傳感器在液體中的非常大頻率響應(yīng)將大于300 Hz。對(duì)于CD15解調(diào)器和DP15壓力傳感器，輸出濾波將允許高達(dá)1 KHz的頻率通過(guò)，這是我們提供的非?？斓南到y(tǒng)。但是，P55壓力傳感器中的P55電子設(shè)備具有250 Hz的低通截止頻率，因此可能會(huì)衰減液體中非常快的壓力變化。
為了比較各種傳感器類型的性能，響應(yīng)時(shí)間可以大致與平坦頻率響應(yīng)相關(guān)。由于響應(yīng)時(shí)間是壓力傳感器信號(hào)從全量程的0上升到62.2％所花費(fèi)的時(shí)間的量度，因此可以認(rèn)為該上升時(shí)間不超過(guò)壓力傳感器非常大單位的一個(gè)完整周期的四分之一。頻率。這僅僅是非常大平坦頻率的4倍的倒數(shù)。因此，80 Hz平坦響應(yīng)將為1 /（4 * 80）或大約3.2毫秒。
