Dažādu fizikālo lielumu mērīšanai mēs izmantojam dažādas sistēmas un aprīkojuma veidus. Mērījuma precizitāte ir atkarīga no dažādiem faktoriem. Mērījumiem izmantojamā iekārta var zaudēt precizitāti, ja to lieto augstākā temperatūrā, augsta mitruma vai mitruma apstākļos, pasliktina, pakļauj ārējiem triecieniem utt. To var novērot kā kļūdu mērījumos. Lai novērstu šo kļūdu un veiktu nepieciešamās izmaiņas aprīkojuma kalibrēšanas metodēs. Mūsdienās sensori tiek izmantoti dažādu mērījumu veikšanai. Ir sensori temperatūras, krāsas, mitruma utt. Mērīšanai. Sensora kalibrēšanai ir izšķiroša loma sensoru mērījumu kļūdu novēršanā.

Kas ir sensora kalibrēšana?

Sensori ir elektroniskas ierīces. Viņi ir jutīgi pret izmaiņām savā darba vidē. Nevēlamas un pēkšņas izmaiņas sensoru darba vidē rada nevēlamas izejas vērtības. Tādējādi paredzamā jauda atšķiras no izmērītās jaudas. Šo paredzamās izejas un izmērītās jaudas salīdzinājumu sauc par sensora kalibrēšanu.

Sensora kalibrēšanai ir izšķiroša loma sensora darbības uzlabošanā. To izmanto sensoru radīto strukturālo kļūdu mērīšanai. Atšķirība starp paredzamo vērtību un sensora izmērīto vērtību ir pazīstama kā strukturālā kļūda.

Darba princips

Sensora kalibrēšana palīdz uzlabot sensoru darbību un precizitāti. Ir divi labi zināmi procesi, kuros sensoru kalibrēšanu veic nozares. Pirmajā metodē uzņēmumi savai ražošanas vienībai pievieno iekšēju kalibrēšanas procesu, lai veiktu sensoru individuālu kalibrēšanu. Šeit uzņēmums arī pievieno nepieciešamo aparatūru sensora izejas korekcijai. Ar šo procesu sensora kalibrēšanu var mainīt, lai tas atbilstu lietojumprogrammas prasībām. Bet šis process palielina laiku, lai nonāktu tirgū.

Šī iekšējā kalibrēšanas procesa alternatīva ir vairāki ražošanas uzņēmumi, kas nodrošina sensoru paketes ar augstas kvalitātes automobiļu kvalitāti MEMS sensors kopā ar pilnīgu sistēmas līmeņa kalibrēšanu. Šajā procesā uzņēmumi iekļauj iebūvētu digitālo shēmu un programmatūru, lai palīdzētu dizaineriem uzlabot sensoru funkcionalitāti un veiktspēju. Lai samazinātu izstrādājuma dizaina laiku un komponentu skaitu, ir iekļautas digitālās shēmas, piemēram, sprieguma regulēšana un analogo signālu filtrēšanas metodes. Lai uzlabotu vispārējo veiktspēju un funkcionalitāti, borta procesors tiek nodrošināts ar sarežģītiem sensoru saplūšanas algoritmiem. Daži no sarežģītajiem borta signālu apstrādes algoritmiem arī palīdz samazināt ražošanas laiku, ļaujot ātrāk nonākt tirgū.

Standarta atsauces metode

Šeit sensora izeja tiek salīdzināta ar standarta fizisko atsauci, lai uzzinātu kļūdu dažos sensoros. Sensora kalibrēšanas piemēri ir lineāli un skaitītāju spieķi, Temperatūras sensoriem- verdošs ūdens 100C temperatūrā, ūdens trīskāršais punkts, akselerometriem- “gravitācija ir nemainīga 1G uz zemes virsmas”.

Kalibrēšanas metodes

Sensoriem tiek izmantotas trīs standarta kalibrēšanas metodes. Viņi ir-

Viena punkta kalibrēšana.
Divu punktu kalibrēšana.
Daudzpunktu līknes montāža.

Pirms zināt šīs metodes, mums jāzina raksturīgās līknes jēdziens. Katram sensoram ir raksturīga līkne, kas parāda senora reakciju uz doto ievades vērtību. Kalibrēšanas procesā šo sensora raksturīgo līkni salīdzina ar tā ideālo lineāro reakciju.

Daži no raksturīgās līknes izmantotajiem terminiem ir

Nobīde - šī vērtība norāda, vai sensora izeja ir lielāka vai mazāka par ideālo lineāro reakciju.
Jutīgums vai slīpums - tas dod sensora izejas maiņas ātrumu. Slīpuma atšķirība parāda, ka sensora izeja mainās citādā ātrumā nekā ideālā reakcija.
Linearitāte - ne visiem sensoriem ir lineāra raksturlīkne dotajā mērījumu diapazonā.

Sensora nobīdes kļūdu labošanai tiek izmantota viena punkta kalibrēšana, ja nepieciešams precīzi mērīt tikai vienu līmeni un sensors ir lineārs. Temperatūras sensori parasti ir kalibrēti vienā punktā.

Viena punkta kalibrēšana

Divu punktu kalibrēšanu izmanto, lai labotu gan slīpuma, gan nobīdes kļūdas. Šo kalibrēšanu izmanto gadījumos, kad sensors zina, ka sensora izeja mērījumu diapazonā ir samērā lineāra. Šeit ir nepieciešamas divas atsauces vērtības - atsauce Augsta, atsauce Zema.

Divu punktu kalibrēšana

Daudzpunktu līknes pielāgošana tiek izmantota sensoriem, kas mērījumu diapazonā nav lineāri, un, lai iegūtu precīzus mērījumus, ir nepieciešama līknes pielāgošana. Daudzpunktu līknes uzstādīšana parasti tiek veikta termopāriem, ja tos izmanto ārkārtīgi karstos vai ārkārtīgi aukstos apstākļos.

Visam iepriekšminētajam kalibrēšanas procesam sensoru raksturlīknes tiek uzzīmētas un salīdzinātas ar lineāro reakciju, un ir zināmas kļūdas.

Sensoru kalibrēšanas pielietojumi

Sensora kalibrēšanu vienkāršā izteiksmē var definēt kā vēlamās izejas un izmērītās izejas salīdzinājumu. Šīs kļūdas var izraisīt dažādi iemesli. Dažas no sensoros redzamajām kļūdām ir kļūdas nepareizas nulles atsauces dēļ, kļūdas sensora diapazona maiņas dēļ, kļūdas mehānisku bojājumu dēļ utt. Kalibrēšana nav līdzīga pielāgošanai.

Kalibrēšanas process ietver DUT-‘Device Under Test ’ievietošanu konfigurācijās, kuru sensora inerciālie ievades stimuli ir zināmi, kas palīdz mums noteikt faktiskās kļūdas mērījumos.

Kalibrēšanas process palīdz mums noteikt šādus rezultātus-

DUT nav novērota kļūda.
Tiek atzīmēta kļūda, un korekcija netiek veikta.
Lai novērstu kļūdu, tiek veikta korekcija, un kļūda tiek izlabota vēlamajā līmenī.

Sensoru kalibrēšanai tiek izmantoti sensoru modeļi. Sensoru kalibrēšana tiek veikta vadības sistēmās, lai uzraudzītu un pielāgotu vadības procesus. Lai iegūtu bez kļūdām, automātiskās sistēmas izmanto arī sensora kalibrēšanu.

Sensora kalibrēšanas izmantošana

Kalibrēšanas procesu izmanto, lai palielinātu sistēmas veiktspēju un funkcionalitāti. Tas palīdz samazināt kļūdas sistēmā. Kalibrēts sensors nodrošina precīzus rezultātus, un to var izmantot kā atsauces rādījumu salīdzināšanai.

Palielinoties iegultajai tehnoloģijai un sensoru mazajam izmēram, daudzi sensori tiek integrēti vienā mikroshēmā. Neatklātas kļūdas vienā sensorā var izraisīt visas sistēmas degradāciju. Ir svarīgi kalibrēt sensors lai iegūtu precīzu automatizēto sistēmu darbību. Kādas ir standarta atsauces, ko izmanto ierīces kalibrēšanai temperatūras sensori ?