圧力センサーの非線形性

「温度ドリフト」に加えて、高精度センサーはそれ以上に調査する必要があり、非線形性は重要なパフォーマンス指標の1つです。

なぜあなたは圧力センサーの非線形性を心配する必要があるのですか？圧力センサーは、圧力送信機のコアコンポーネントです。現在、一般的に使用されています圧力センサーピエゾレオスの圧力センサーであり、その出力信号には大きな非線形性があり、圧力送信機の性能と測定の精度に直接影響します。

では、センサーの非線形性は何ですか？定義上、センサーの非線形性は、圧力が変化すると、圧力センサーの出力が特徴的な曲線を示すことを意味します。この曲線の最大偏差とフィッティングラインとセンサーのフルスケール出力の間の割合は、非線形性と呼ばれます。この割合のサイズは、センサーの非線形性を決定します。単純で直感的な理解では、出力特性曲線とフィッティング直線の間の偏差の程度が非線形であることを意味します。

圧力センサーに非線形の問題があるのはなぜですか？下の図に示すように、ピエゾレオス症の圧力センサーは一般的にブリッジ測定回路（ウィストンブリッジ）を使用しました。

初期状態では、4つのブリッジアームの抵抗値は同じままです。入力外力が作用すると、ブリッジアーム抵抗のバランスの取れた状態が破壊されます。この時点で、出力端子に電位差が表示されます。ブリッジアーム抵抗の相対的な変化は特定の割合であり、ブリッジアーム抵抗の相対的な変化はセンサーの非線形性を決定します。

また、各ピエゾ抵抗圧力センサーは、老化、圧力ショック、溶接など、製造プロセスにいくつかの特別なプロセスを採用しており、センサーの性能に異なる程度の影響を与えます。さらに、拡散シリコンチップの実際の生産プロセスでは、各ブリッジアームの抵抗値を完全に一貫させることは困難であるため、各センサーには公称非線形性があります。

非線形性は非常に重要であるため、センサーの非線形値を計算する方法は？まず、センサーが指定された温度環境の下で圧力センサーを加圧し、ゼロからフルスケールに追加し、圧力が安定した後の圧力を下げ、ゼロに戻します。次に、センサー測定の上限と下限を含む全範囲で、テストのために均等に分布した6〜11のテストポイントを選択し、上昇と落下のキャリブレーションサイクルテストを3回以上繰り返します。