什么是壓力傳感器的非線性?

日期:2024-11-01 02:17
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摘要:
    之前有講解了什么叫做傳感器的“溫漂”,然而一個高精度的傳感器除了“溫漂”以外,需要考察的性能可遠不止此,非線性度就是其中重要的性能指標之一。
為什么需要關(guān)注壓力傳感器的非線性問題?壓力傳感器是壓力變送器的核心部件,目前常用的壓力傳感器是壓阻式壓力傳感器,而其輸出信號存在著很大的非線性,會直接影響壓力變送器的性能和測量精度。
    那什么是傳感器的非線性?從定義上來講,傳感器的非線性是指隨著壓力變化,壓力傳感器輸出呈現(xiàn)一條特性曲線,這條曲線與擬合直線的*大偏差值與該傳感器的滿量程輸出之間百分比叫做非線性度,這一百分比的大小決定了傳感器非線性優(yōu)劣,簡單直觀的理解上來說,就是指輸出的特性曲線與擬合直線偏離程度為非線性度。
為什么壓力傳感器會產(chǎn)生非線性問題呢?壓阻式壓力傳感器常用橋式測量電路,
什么是壓力傳感器的非線性?
    在初始狀態(tài)時,四個橋臂電阻值保持一致,當輸入外力作用時,橋臂電阻平衡狀態(tài)就會打破,此時輸出端就會出現(xiàn)電位差,輸出電壓的大小與供電電壓以及橋臂電阻的相對變化量成一定比例,這個橋臂電阻的相對變化量就決定著傳感器非線性的大小。
    而每個壓阻式壓力傳感器在制造過程中采用一些特殊工藝,如老化、壓力沖擊、焊接等,均會對傳感器性能產(chǎn)生不同程度的影響,再者,擴散硅芯片在實際生產(chǎn)工藝中,4個橋臂電阻值很難保持**一致,因此,每只傳感器都有標稱的非線性度。
    既然非線性如此重要,那如何計算出傳感器的非線性數(shù)值呢?首先,讓傳感器在規(guī)定溫度環(huán)境下,給壓力傳感器加壓測試,從零點加到滿量程,待壓力穩(wěn)定后降壓,返回零點。然后在包括傳感器測量上、下限的全量程范圍內(nèi),選擇均勻分布的6~11個試驗點進行測試,并且重復三次或三次以上的升、降壓校準循環(huán)測試。
    什么是壓力傳感器的非線性?在采集數(shù)據(jù)完畢后,我們就需要進行非線性指標的計算,常用的非線性指標計算方法有*佳直線法、端基法和*小二乘法兩種,采用*小二乘法來進行非線性指標計算。 

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