Não linearidade dos sensores de pressão

Além do "desvio da temperatura", um sensor de alta precisão precisa investigar muito mais do que isso, e a não linearidade é um dos importantes indicadores de desempenho.

Por que você deveria se preocupar com a não linearidade dos sensores de pressão? O sensor de pressão é o componente central do transmissor de pressão. Atualmente, o comumente usadoSensor de pressãoé o sensor de pressão piezoresistiva e seu sinal de saída tem uma grande não linearidade, que afetará diretamente a precisão do desempenho e medição do transmissor de pressão.

Então, qual é a não linearidade do sensor? Por definição, a não linearidade do sensor significa que, à medida que a pressão muda, a saída do sensor de pressão apresenta uma curva característica. A porcentagem entre o desvio máximo dessa curva e a linha de ajuste e a saída em larga escala do sensor é chamada de não linearidade. O tamanho dessa porcentagem determina a não linearidade do sensor. Em um entendimento simples e intuitivo, significa que o grau de desvio entre a curva característica de saída e a linha reta de ajuste não é linear.

Por que os sensores de pressão têm problemas não lineares? O sensor de pressão piezoresistivo comumente usado em circuito de medição da ponte (ponte Whiston), como mostrado na figura abaixo,

No estado inicial, os valores de resistência dos quatro braços da ponte permanecem os mesmos. Quando a força externa de entrada atua, o estado equilibrado da resistência ao braço da ponte será quebrado. No momento, uma diferença de potencial aparecerá no terminal de saída. A mudança relativa da resistência ao braço da ponte está em uma certa proporção, e a mudança relativa da resistência ao braço da ponte determina a não linearidade do sensor.

E cada sensor de pressão piezoresistiva adota alguns processos especiais no processo de fabricação, como envelhecimento, choque de pressão, soldagem etc., que terão diferentes graus de influência no desempenho do sensor. Além disso, no processo de produção real do chip difuso de silício, 4 é difícil manter o valor de resistência de cada braço da ponte absolutamente consistente; portanto, cada sensor tem uma não linearidade nominal.

Como a não linearidade é tão importante, como calcular o valor não linear do sensor? Primeiro de tudo, deixe o sensor pressurizar o sensor de pressão sob o ambiente de temperatura especificado, adicione -o de zero à escala completa, reduza a pressão após a pressão está estável e retorne a zero. Em seguida, em toda a faixa, incluindo os limites superior e inferior da medição do sensor, selecione 6 a 11 pontos de teste distribuídos uniformemente para teste e repita o teste do ciclo de calibração de ascensão e queda três ou mais vezes.