ความไม่เชิงเส้นของเซ็นเซอร์ความดัน

นอกเหนือจาก“ อุณหภูมิดริฟท์” เซ็นเซอร์ความแม่นยำสูงจำเป็นต้องตรวจสอบมากกว่านั้นและความไม่เชิงเส้นเป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพที่สำคัญ

ทำไมคุณควรกังวลเกี่ยวกับความไม่เป็นเชิงเส้นของเซ็นเซอร์ความดัน? เซ็นเซอร์ความดันเป็นองค์ประกอบหลักของเครื่องส่งสัญญาณความดัน ในปัจจุบันที่ใช้กันทั่วไปเซ็นเซอร์ความดันเป็นเซ็นเซอร์ความดันแบบ piezoresistive และสัญญาณเอาท์พุทของมันมีความไม่เชิงเส้นขนาดใหญ่ซึ่งจะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและความแม่นยำในการวัดของเครื่องส่งสัญญาณความดัน

ความไม่เชิงเส้นของเซ็นเซอร์คืออะไร? ตามคำนิยามความไม่เชิงเส้นของเซ็นเซอร์หมายความว่าเมื่อความดันเปลี่ยนแปลงเอาท์พุทของเซ็นเซอร์ความดันจะแสดงเส้นโค้งลักษณะ เปอร์เซ็นต์ระหว่างการเบี่ยงเบนสูงสุดของเส้นโค้งนี้และเส้นที่เหมาะสมและเอาต์พุตเต็มรูปแบบของเซ็นเซอร์เรียกว่าไม่เชิงเส้น ขนาดของเปอร์เซ็นต์นี้กำหนดความไม่เชิงเส้นของเซ็นเซอร์ ในความเข้าใจที่เรียบง่ายและใช้งานง่ายหมายความว่าระดับความเบี่ยงเบนระหว่างเส้นโค้งลักษณะเอาต์พุตและเส้นตรงที่เหมาะสมนั้นไม่เชิงเส้น

ทำไมเซ็นเซอร์ความดันจึงมีปัญหาไม่เชิงเส้น? เซ็นเซอร์ความดัน Piezoresistive ที่ใช้กันทั่วไปใช้วงจรการวัดสะพาน (สะพานวิสตัน) ดังแสดงในรูปด้านล่าง

ในสถานะเริ่มต้นค่าความต้านทานของแขนสะพานทั้งสี่ยังคงเหมือนเดิม เมื่อแรงภายนอกของอินพุตทำหน้าที่สถานะที่สมดุลของการต้านทานแขนสะพานจะถูกทำลาย ในเวลานี้ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นจะปรากฏที่เทอร์มินัลเอาต์พุต การเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ของความต้านทานแขนสะพานอยู่ในสัดส่วนที่แน่นอนและการเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ของการต้านทานแขนสะพานจะกำหนดความไม่เชิงเส้นของเซ็นเซอร์

และเซ็นเซอร์ความดัน piezoresistive แต่ละตัวใช้กระบวนการพิเศษบางอย่างในกระบวนการผลิตเช่นอายุการช็อกแรงดันการเชื่อม ฯลฯ ซึ่งจะมีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ในกระบวนการผลิตจริงของชิปซิลิกอนกระจาย 4 มันเป็นเรื่องยากที่จะรักษาค่าความต้านทานของแต่ละแขนสะพานที่สอดคล้องกันอย่างแน่นอนดังนั้นเซ็นเซอร์แต่ละตัวจึงมีความไม่เชิงเส้นเล็กน้อย

เนื่องจากความไม่เชิงเส้นมีความสำคัญมากวิธีการคำนวณค่าไม่เชิงเส้นของเซ็นเซอร์? ก่อนอื่นให้เซ็นเซอร์กดดันเซ็นเซอร์ความดันภายใต้สภาพแวดล้อมอุณหภูมิที่ระบุเพิ่มจากศูนย์ถึงระดับเต็มลดความดันหลังจากความดันมีความเสถียรและกลับสู่ศูนย์ จากนั้นในช่วงเต็มรวมถึงขีด จำกัด บนและล่างของการวัดเซ็นเซอร์เลือก 6 ถึง 11 จุดทดสอบกระจายอย่างเท่าเทียมกันสำหรับการทดสอบและทำซ้ำการทดสอบรอบการสอบเทียบที่เพิ่มขึ้นและลดลงสามครั้งขึ้นไป