在某些情況下,補償還能提高傳感器在應用中的整體性能。合理進(jìn)行壓力傳感器的誤差補償是其應用的關(guān)鍵。壓力傳感器主要有偏移量誤差、靈敏度誤差、線(xiàn)性誤差和滯后誤差,目前市場(chǎng)上傳感器種類(lèi)豐富多樣,這使得設計工程師可以選擇系統所需的壓力傳感器。這些傳感器既包括基本的變換器,也包括更為復雜的帶有片上電路的高集成度傳感器。由于存在這些差異,設計工程師必須盡可能夠補償壓力傳感器的測量誤差,這是保證傳感器滿(mǎn)足設計和應用要求的重要步驟。下面介紹下四種誤差產(chǎn)生的機理和對測試結果的影響,同時(shí)將介紹為提高測量精度的壓力標定方法以及應用實(shí)例。
壓力傳感器為例,所涉及的概念適用于各種壓力傳感器的設計應用。
壓力傳感器是一種單片壓阻器件,該器件具有3類(lèi):
1、基本的或未加補償標定;
2、有標定并進(jìn)行溫度補償;
3、有標定、補償和放大。
偏移量、范圍標定以及溫度補償均可以通過(guò)薄膜電阻網(wǎng)絡(luò )實(shí)現,這種薄膜電阻網(wǎng)絡(luò )在封裝過(guò)程中采用激光修正。
該傳感器通常與微控制器結合使用,而微控制器的嵌入軟件本身建立了傳感器數學(xué)模型。微控制器讀取了輸出電壓后,通過(guò)模數轉換器的變換,該模型可以將電壓量轉換為壓力測量值。
傳感器簡(jiǎn)單的數學(xué)模型即為傳遞函數。該模型可在整個(gè)標定過(guò)程中進(jìn)行優(yōu)化,并且模型的成熟度將隨標定點(diǎn)的增加而增加。
從計量學(xué)的角度看,測量誤差具有相當嚴格的定義:它表征了測量壓力與實(shí)際壓力之間的差異。而通常無(wú)法直接得到實(shí)際壓力,但可以通過(guò)采用適當的壓力標準加以估計,計量人員通常采用那些精度比被測設備高出至少10倍的儀器作為測量標準。
由于未經(jīng)標定的系統只能使用典型的靈敏度和偏移值將輸出電壓轉換為壓力,測得的壓力將產(chǎn)生誤差稱(chēng)重傳感器。