Za merjenje različnih fizikalnih veličin uporabljamo različne sisteme in vrste opreme. Natančnost merjenja je odvisna od različnih dejavnikov. Oprema, ki se uporablja za meritve, lahko izgubi natančnost pri uporabi pri višjih temperaturah, visoki vlagi ali vlagi, razgradnji, zunanjih sunkih itd. To lahko opazimo kot napako pri merjenju. Za odpravo te napake in potrebne spremembe načinov kalibracije opreme se uporabljajo. Danes se senzorji uporabljajo za različne meritve. Obstajajo senzorji za merjenje temperature, barve, vlažnosti itd. Kalibracija senzorjev igra ključno vlogo pri odstranjevanju napak pri meritvah senzorjev.
Kaj je kalibracija senzorja?
Senzorji so elektronske naprave. Občutljivi so na spremembe v svojem delovnem okolju. Neželene in nenadne spremembe v delovnem okolju senzorjev dajejo neželene izhodne vrednosti. Tako se pričakovana proizvodnja razlikuje od izmerjene proizvodnje. Ta primerjava med pričakovano in izmerjeno močjo se imenuje kalibracija senzorja.
Kalibracija senzorja igra ključno vlogo pri povečanju učinkovitosti senzorja. Uporablja se za merjenje strukturnih napak, ki jih povzročajo senzorji. Razlika med pričakovano vrednostjo in izmerjeno vrednostjo senzorja je znana kot strukturna napaka.
Načelo dela
Kalibracija senzorja pomaga izboljšati delovanje in natančnost senzorjev. Obstajata dva dobro znana postopka, pri katerih kalibracijo senzorjev izvaja industrija. V prvi metodi podjetja v svojo proizvodno enoto dodajo interni postopek kalibracije za izvedbo individualne kalibracije senzorjev. Tu družba v svojo zasnovo doda tudi potrebno strojno opremo za korekcijo izhoda senzorja. S tem postopkom lahko kalibracijo senzorja spremenite tako, da ustreza zahtevam, specifičnim za aplikacijo. Toda ta postopek podaljša čas za trženje.
Alternativa temu lastnemu postopku kalibracije je, da več proizvajalnih podjetij nudi pakete senzorjev z visoko kakovostno avtomobilsko kakovostjo Senzor MEMS skupaj s popolno kalibracijo na ravni sistema. V ta postopek podjetja vključujejo vgrajena digitalna vezja in programsko opremo, ki pomagajo oblikovalcem izboljšati funkcionalnost in delovanje senzorjev. Za zmanjšanje časa zasnove izdelka in števila komponent so vključena digitalna vezja, kot sta regulacija napetosti in tehnike filtriranja analognih signalov. Za izboljšanje splošne zmogljivosti in funkcionalnosti je vgrajeni procesor opremljen s prefinjenimi algoritmi za fuzijo senzorjev. Nekateri prefinjeni algoritmi za obdelavo signalov na vozilu pomagajo tudi pri zmanjševanju časa izdelave, kar omogoča hitrejši čas prodaje.
Standardna referenčna metoda
Tu se izhod senzorja primerja s standardno fizično referenco, da se ugotovi napaka nekaterih senzorjev. Primeri kalibracije senzorja so ravnila in merilne palice, za temperaturne senzorje - vrela voda pri 100 ° C, trojna točka vode, za merilnike pospeška - 'gravitacija je konstantna 1G na površini zemlje'.
Kalibracijske metode
Za senzorje se uporabljajo tri standardne metode kalibracije. So-
- Kalibracija ene točke.
- Kalibracija v dveh točkah.
- Vgradnja večtočkovne krivulje.
Preden poznamo te metode, moramo poznati pojem karakteristične krivulje. Vsak senzor ima značilno krivuljo, ki prikazuje odziv senzorja na dano vhodno vrednost. V postopku umerjanja se ta značilna krivulja senzorja primerja z njegovim idealnim linearnim odzivom.
Nekateri izrazi, uporabljeni z značilno krivuljo, so
- Offset - Ta vrednost nam pove, ali je izhod senzorja večji ali nižji od idealnega linearnega odziva.
- Občutljivost ali naklon - daje hitrost spremembe izhodne vrednosti senzorja. Razlika v naklonu kaže, da se izhod senzorja spreminja drugače kot idealni odziv.
- Linearnost - Vsi senzorji nimajo linearne karakteristične krivulje v danem merilnem območju.
Enotočkovna kalibracija se uporablja za odpravo napak pri odmiku senzorja, kadar je potrebna natančna meritev samo enega nivoja in je tipalo linearno. Temperaturni senzorji so običajno umerjeni v eni točki.
Kalibracija v eni točki
Dvotočkovna kalibracija se uporablja za popravek napak naklona in premikov. Ta kalibracija se uporablja v primerih, ko senzor vemo, da je izhod senzorja v merilnem območju razmeroma linearen. Tu sta potrebni dve referenčni vrednosti - referenca High, referenca Low.
Kalibracija v dveh točkah
Multi-point Curve fitting se uporablja za senzorje, ki niso linearni v merilnem območju in potrebujejo nekaj krivulj za natančne meritve. Večtočkovna krivulja se običajno naredi za termočlene, kadar se uporabljajo v zelo vročih ali zelo hladnih pogojih.
Za ves zgornji postopek kalibracije se narišejo značilne krivulje senzorjev in primerjajo z linearnim odzivom in znanimi napakami.
Uporaba kalibracije senzorja
Kalibracijo senzorja lahko preprosto določimo kot primerjavo med želeno in izmerjeno močjo. Te napake lahko povzročijo različni razlogi. Nekatere napake, ki jih opazimo pri senzorjih, so napake zaradi neustreznega ničelnega sklicevanja, napake zaradi premika v območju senzorja, napake zaradi mehanskih poškodb itd.
Postopek kalibracije vključuje umestitev DUT-'Naprava pod testom 'v konfiguracije, katerih vztrajnostni vhodni dražljaji za senzor so znani, kar nam pomaga določiti dejanske napake pri meritvah.
Postopek kalibracije nam pomaga določiti naslednje rezultate -
- Na DUT ni zaznana nobena napaka.
- Opažena je napaka in nobena prilagoditev ni izvedena.
- Izvede se prilagoditev za odstranitev napake in napaka se popravi na želeno raven.
Za umerjanje senzorjev se uporabljajo modeli senzorjev. Kalibracija senzorja se uporablja v nadzornih sistemih za nadzor in prilagajanje krmilnih procesov. Samodejni sistemi uporabljajo tudi kalibracijo senzorja, da dosežejo rezultate brez napak.
Uporaba kalibracije senzorja
Postopek kalibracije se uporablja za povečanje zmogljivosti in funkcionalnosti sistema. Pomaga pri zmanjševanju napak v sistemu. Kalibriran senzor zagotavlja natančne rezultate in ga lahko uporabimo kot referenčno vrednost za primerjavo.
S povečanjem vgrajene tehnologije in majhno velikostjo senzorjev je veliko senzorjev integriranih v en čip. Neodkrite napake v enem senzorju lahko povzročijo degradacijo celotnega sistema. Pomembno je umeriti senzor za natančno delovanje avtomatiziranih sistemov. Katere standardne reference se uporabljajo za kalibracijo temperaturni senzorji ?
