Különböző rendszereket és berendezéseket használunk a különböző fizikai mennyiségek mérésére. A mérés pontossága különféle tényezőktől függ. A mérésekhez használt berendezés elveszítheti pontosságát, ha magasabb hőmérsékleten, magas nedvességtartalmú vagy páratartalmú körülmények között használja, leromlik, külső ütésnek van kitéve stb. Ez a mérési hibának tekinthető. A hiba elhárításához és a szükséges változtatások elvégzéséhez a berendezés kalibrálási módszereit alkalmazzák. Manapság az érzékelőket különféle mérésekhez használják. Vannak érzékelők a hőmérséklet, a szín, a páratartalom stb. Mérésére ... Az érzékelő kalibrálása döntő szerepet játszik az érzékelők mérési hibáinak eltávolításában.

Mi az érzékelő kalibrálása?

Az érzékelők elektronikus eszközök. Érzékenyek a munkakörnyezetükben bekövetkező változásokra. Az érzékelők munkakörnyezetében bekövetkező nemkívánatos és hirtelen változások nem kívánt kimeneti értékeket adnak. Így a várható teljesítmény eltér a mért kimenettől. A várható kimenet és a mért kimenet ezen összehasonlítását Szenzor kalibrálásnak nevezzük.

Az érzékelő kalibrálása döntő szerepet játszik az érzékelő teljesítményének növelésében. Az érzékelők által okozott strukturális hibák mérésére szolgál. Az érzékelő várható értéke és a mért értéke közötti különbség Strukturális hiba néven ismert.

Működési elv

Az érzékelők kalibrálása segít az érzékelők teljesítményének és pontosságának javításában. Két jól ismert folyamat van, amelyben az érzékelők kalibrálását az iparág végzi. Az első módszerben a vállalatok házon belüli kalibrálási eljárást adnak gyártási egységükhöz az érzékelők egyedi kalibrálásához. A vállalat itt hozzáadja az érzékelők kimenetének korrekciójához szükséges hardvert is. Ezzel az eljárással az érzékelő kalibrálása megváltoztatható, hogy megfeleljen az alkalmazás-specifikus követelményeknek. De ez a folyamat növeli a piacra jutás idejét.

Ennek a házon belüli kalibrálási folyamatnak az alternatívájaként számos gyártó cég kiváló minőségű autóipari szenzorcsomagokat biztosít MEMS érzékelő a teljes rendszerszintű kalibrációval együtt. Ebben a folyamatban a vállalatok beépített digitális áramkört és szoftvert tartalmaznak, amelyek segítenek a tervezőknek az érzékelők funkcionalitásának és teljesítményének javításában. A terméktervezési idő és az alkatrészszám csökkentése érdekében digitális áramköröket, például feszültségszabályozást és analóg jelszűrési technikákat tartalmaznak. Az általános teljesítmény és funkcionalitás javítása érdekében a fedélzeti processzor kifinomult szenzorfúziós algoritmusokkal rendelkezik. A kifinomult fedélzeti jelfeldolgozó algoritmusok egy része segít a gyártási idő csökkentésében is, lehetővé téve a gyorsabb piacra kerülési időt.

Szabványos referenciamódszer

Itt összehasonlítják az érzékelő kimenetét egy szabványos fizikai referenciával, hogy megismerjék az egyes érzékelők hibáját. Példák az érzékelők kalibrálására vonalzók és mérőpálcák, Hőmérséklet-érzékelőkhöz - Forrásvíz 100 ° C-on, Víz hármaspontja, Gyorsulásmérőknél- “a gravitáció állandó 1G a föld felszínén”.

Kalibrálási módszerek

Az érzékelőkhöz három szabványos kalibrálási módszert alkalmaznak. Ők-

Egy pont kalibrálás.
Kétpontos kalibrálás.
Többpontos görbe illesztés.

E módszerek ismerete előtt meg kell ismernünk a karakterisztikus görbe fogalmát. Minden érzékelőnek van egy jellegzetes görbéje, amely megmutatja a szenor válaszát az adott bemeneti értékre. A kalibrálási folyamat során az érzékelő ezen jelleggörbéjét összehasonlítják az ideális lineáris válaszával.

A jellegzetes görbével használt kifejezések közül néhány

Eltolás - Ez az érték megmondja, hogy az érzékelő kimenete nagyobb vagy alacsonyabb, mint az ideális lineáris válasz.
Érzékenység vagy meredekség - Ez adja meg az érzékelő kimenetének változásának sebességét. A meredekségbeli különbség azt mutatja, hogy az érzékelő kimenete eltérő sebességgel változik, mint az ideális válasz.
Linearitás - Nem minden érzékelőnek van lineáris jelleggörbéje az adott mérési tartományban.

Egy pont kalibrálással korrigálják az érzékelő eltolási hibáit, ha csak egyetlen szint pontos mérésére van szükség, és az érzékelő lineáris. A hőmérséklet-érzékelőket általában egy ponttal kalibrálják.

Egypontos kalibrálás

Kétpontos kalibrálást használnak a meredekség és az eltolt hibák kijavítására. Ezt a kalibrálást azokban az esetekben alkalmazzák, amikor az érzékelőről tudjuk, hogy az érzékelő kimenete mérési tartományban meglehetősen lineáris. Itt két referenciaértékre van szükség - referencia magas, referencia alacsony.

Kétpontos kalibrálás

A többpontos görbe illesztést olyan érzékelőkhöz használják, amelyek a mérési tartományon belül nem lineárisak, és a pontos mérésekhez görbeillesztést igényelnek. A többpontos görbeillesztést általában a hőelemeknél végzik, ha rendkívül meleg vagy rendkívül hideg körülmények között használják őket.

A fenti kalibrálási folyamat során az érzékelők jelleggörbéit megrajzoljuk és összehasonlítjuk a lineáris válaszokkal és a hibákkal.

Az érzékelők kalibrálásának alkalmazásai

Az érzékelő egyszerű kalibrálása a kívánt kimenet és a mért kimenet összehasonlításaként határozható meg. Ezeket a hibákat különféle okok okozhatják. Az érzékelőkben észlelt hibák egy része hibás a nulla referencia miatt, a szenzortartomány elmozdulása miatt bekövetkező hibák, mechanikai sérülések miatti hibák stb.

A kalibrálási folyamat magában foglalja a DUT-'Testing Test' eszköz olyan konfigurációkba helyezését, amelyeknek az érzékelő inerciális bemeneti ingerei ismertek, ami segít meghatározni a mérések tényleges hibáit.

A kalibrálási folyamat segít meghatározni a következő eredményeket-

A DUT-on nem észleltek hibát.
Hibát észlelnek, és nem végeznek kiigazítást.
A hiba kiküszöbölésére kiigazítás történik, és a hibát a kívánt szintre javítják.

Az érzékelők kalibrálásához érzékelő modelleket használnak. Az érzékelő kalibrálását a vezérlőrendszerekben alkalmazzák a vezérlési folyamatok figyelemmel kísérésére és beállítására. Az automatikus rendszerek a szenzor kalibrálását is alkalmazzák a hibamentes eredmények elérése érdekében.

Az érzékelő kalibrálásának használata

A kalibrálási folyamat a rendszer teljesítményének és funkcionalitásának növelésére szolgál. Segít csökkenteni a rendszer hibáit. A kalibrált érzékelő pontos eredményeket nyújt, és összehasonlításként referencia-leolvasásként használható.

A beágyazott technológia növekedésével és az érzékelők alacsony méretével számos érzékelő integrálódik egyetlen chipbe. Egy érzékelő észrevétlen hibája az egész rendszer leépülését okozhatja. Fontos a érzékelő hogy megkapja az automatizált rendszerek pontos teljesítményét. Melyek a referenciaértékek kalibrálásához használt standard referenciák? hőmérséklet-érzékelők ?