压力传感器产生误差时该如何避免?
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在当今快节奏的人类社会,由于科学技术和工程技术的飞速发展,经典物理量的监测在不同的工业技术应用中比以往有更高的频率和不同维度的应用要求。在传感器行业中,力、温度和流量是应用最广泛的传感器,压力传感器的作用在于测量压力,通过压力传感器,我们能够获得准确的压力值信息。为增进大家对压力传感器的认识,本文将介绍压力传感器的误差如何避免。
压力传感器误差
在选择压力传感器的时候我们要考虑他的综合精度,影响因素有很多今天主要介绍四个无法避免传感器的初始误差。
首先的偏移量误差:由于压力传感器在整个压力范围内垂直偏移保持恒定,因此变换器扩散和激光调节修正的变化将产生偏移量误差。
其次是灵敏度误差:产生误差大小与压力成正比。如果设备的灵敏度高于典型值,灵敏度误差将是压力的递增函数。如果灵敏度低于典型值,那么灵敏度误差将是压力的递减函数。该误差的产生原因在于扩散过程的变化。
第三是线性误差:这是一个对压力传感器初始误差影响较小的因素,该误差的产生原因在于硅片的物理非线性,但对于带放大器的传感器,还应包括放大器的非线性。线性误差曲线可以是凹形曲线,也可以是凸形曲线称重传感器。
最后是滞后误差:在大多数情形中,压力传感器的滞后误差完全可以忽略不计,因为硅片具有很高的机械刚度。一般只需在压力变化很大的情形中考虑滞后误差。
压力传感器无法避免的误差
在选择压力传感器的时候我们要考虑他的综合精度,而压力传感器的精度受哪些方面的影响呢?其实造成传感器误差的因素有很多,下面我们注意说四个无法避免的误差,这是传感器的初始误差。
偏移量误差:
由于压力传感器在整个压力范围内垂直偏移保持恒定,因此变换器扩散和激光调节修正的变化将产生偏移量误差。
灵敏度误差:
产生误差大小与压力成正比。如果设备的灵敏度高于典型值,灵敏度误差将是压力的递增函数。如果灵敏度低于典型值,那么灵敏度误差将是压力的递减函数。该误差的产生原因在于扩散过程的变化。
线性误差:
这是一个对压力传感器初始误差影响较小的因素,该误差的产生原因在于硅片的物理非线性,但对于带放大器的传感器,还应包括放大器的非线性。线性误差曲线可以是凹形曲线,也可以是凸形曲线。
滞后误差:
在大多数情形中,压力传感器的滞后误差完全可以忽略不计,因为硅片具有很高的机械刚度。一般只需在压力变化很大的情形中考虑滞后误差。
压力传感器的这个四个误差是无法避免的,我们只能选择高精度的生产设备,利用高新技术来降低这些误差,还可以在出厂的时候进行一点的误差校准,尽最大的可能来降低误差以满足客户的需要。
标定可消除或极大地减小这些误差,而补偿技术通常要求确定系统实际传递函数的参数,而不是简单的使用典型值。电位计、可调电阻以及其他硬件均可在补偿过程中采用,而软件则能更灵活地实现这种误差补偿工作。一点标定法可通过消除传递函数零点处的漂移来补偿偏移量误差,这类标定方法称为自动归零。差动传感器的零压力标定非常精确,因为标定压力严格为0。另一方面,压力不为0时的标定精确度取决于压力传感器或测量系统的性能。偏移量标定通常在零压力下进行,特别是在差动传感器中,因为在标称条件下差动压力通常为0。对于纯传感器,偏移量标定则要困难一些,因为它要么需要一个压力读取系统,用以测量其在环境大气压力条件下的标定压力值,要么需要获取期望压力的。