Vi bruker forskjellige systemer og typer utstyr for å måle forskjellige fysiske størrelser. Nøyaktigheten av målingen avhenger av forskjellige faktorer. Utstyret som brukes til målinger kan miste presisjonen når den brukes ved høyere temperaturer, høye fuktighets- eller fuktighetsforhold, utsatt for nedbrytning, utsatt for ytre støt osv.… Dette kan sees som feilen i målingen. For å takle denne feilen og gjøre nødvendige endringer i utstyrets kalibreringsmetoder brukes. I dag brukes sensorer til å utføre forskjellige målinger. Det er sensorer for å måle temperatur, farge, fuktighet osv ... Sensorkalibrering spiller en avgjørende rolle for å fjerne feilene i sensormålingene.
Hva er sensorkalibrering?
Sensorer er elektroniske enheter. De er følsomme for endringene i arbeidsmiljøet. Uønskede og plutselige endringer i arbeidsmiljøene til sensorene gir uønskede utgangsverdier. Dermed skiller forventet utgang seg fra den målte utgangen. Denne sammenligningen mellom forventet utgang og målt utgang kalles sensorkalibrering.
Sensorkalibrering spiller en avgjørende rolle for å øke ytelsen til sensoren. Den brukes til å måle strukturelle feil forårsaket av sensorer. Forskjellen mellom den forventede verdien og den målte verdien til sensoren er kjent som den strukturelle feilen.
Arbeidsprinsipp
Sensorkalibrering hjelper deg med å forbedre ytelsen og nøyaktigheten til sensorene. Det er to kjente prosesser der sensorkalibrering utføres av bransjer. I den første metoden legger bedrifter til en egen kalibreringsprosess i produksjonsenheten for å utføre individuell kalibrering av sensorene. Her legger selskapet også til nødvendig maskinvare i designet for korreksjon av sensorutgang. Ved denne prosessen kan sensorkalibreringen endres for å matche de applikasjonsspesifikke kravene. Men denne prosessen øker tiden til markedet.
Alternativet til denne interne kalibreringsprosessen, tilbyr flere produksjonsbedrifter sensorpakker med høykvalitets bilkvalitet MEMS-sensor sammen med fullstendig kalibrering på systemnivå. I denne prosessen inkluderer selskapene en innebygd digital krets og programvare for å hjelpe designere med å forbedre funksjonaliteten og ytelsen til sensorene. For å redusere produktets designtid og komponenttelling er digitale kretser som spenningsregulering og analoge signalfiltreringsteknikker inkludert. For å forbedre den generelle ytelsen og funksjonaliteten, er innebygd prosessor utstyrt med sofistikerte sensorfusjonsalgoritmer. Noen av de sofistikerte signalbehandlingsalgoritmene ombord hjelper også til å redusere produksjonstiden, noe som gir raskere tid til markedet.
Standard referansemetode
Her sammenlignes sensorutgangen med en standard fysisk referanse for å kjenne feilen i noen sensorer. Eksempler på sensorkalibrering er linjaler og målerpinner, For temperatursensorer- Kokende vann ved 100C, Trippelpunkt for vann, For akselerometre- ”tyngdekraften er konstant 1G på jordens overflate”.
Kalibreringsmetoder
Det er tre standard kalibreringsmetoder som brukes til sensorer. De er-
- Ettpunktskalibrering.
- To-punkts kalibrering.
- Multi-Point Curve Fitting.
Før vi kjenner til disse metodene, må vi kjenne begrepet karakteristisk kurve. Hver sensor har en karakteristisk kurve som viser responsen fra senoren til den gitte inngangsverdien. I kalibreringsprosessen sammenlignes denne karakteristiske kurven til sensoren med den ideelle lineære responsen.
Noen av begrepene som brukes med den karakteristiske kurven er-
- Offset - Denne verdien forteller oss om sensorutgangen er høyere eller lavere enn den ideelle lineære responsen.
- Sensitivity or Slope - Dette gir endringshastigheten for sensorutgangen. En stigningsforskjell viser at sensorutgangen endres med en annen hastighet enn den ideelle responsen.
- Lineæritet - Ikke alle sensorer har en lineær karakteristikkurve over det gitte måleområdet.
Ettpunktskalibrering brukes til å korrigere sensorforskyvningsfeil når nøyaktig måling av bare et enkelt nivå er nødvendig og sensoren er lineær. Temperatursensorer er vanligvis ett punkt kalibrert.
Enpunktskalibrering
To-punktskalibrering brukes til å korrigere både hellings- og offset-feil. Denne kalibreringen brukes i tilfeller der sensoren vi vet at sensorutgangen er rimelig lineær over et måleområde. Her trengs to referanseverdier - referanse Høy, referanse Lav.
To-punktskalibrering
Flerpunkts kurvetilpasning brukes til sensorer som ikke er lineære over måleområdet og krever litt kurvetilpasning for å få de nøyaktige målingene. Flerpunkts kurvetilpasning gjøres vanligvis for termoelementer når det brukes under ekstremt varme eller ekstremt kalde forhold.
For alle kalibreringsprosessene ovenfor er de karakteristiske kurvene til sensorene tegnet og sammenlignet med den lineære responsen og feilen er kjent.
Anvendelser av sensorkalibrering
Sensorkalibrering i enkle termer kan defineres som sammenligningen mellom ønsket utgang og målt utgang. Disse feilene kan skyldes forskjellige årsaker. Noen av feilene som er sett i sensorer er feil på grunn av feil nullreferanse, feil på grunn av skift i sensorområdet, feil på grunn av mekanisk skade osv. ... Kalibrering ligner ikke på justering.
Kalibreringsprosessen inkluderer plassering av DUT-'Enhet under test 'i konfigurasjoner hvis inerti-inngangsstimuli for sensoren er kjent, noe som hjelper oss med å bestemme de faktiske feilene i målingene.
Kalibreringsprosessen hjelper oss med å bestemme følgende resultater -
- Ingen feil notert på DUT.
- Det registreres en feil og ingen justeringer gjøres.
- En justering gjøres for å fjerne feilen og feilen korrigeres til ønsket nivå.
For sensorkalibrering brukes sensormodeller. Sensorkalibrering brukes i kontrollsystemer for å overvåke og justere kontrollprosessene. Automatiske systemer bruker også sensorkalibrering for å få feilfrie resultater.
Bruk av sensorkalibrering
Kalibreringsprosessen brukes til å øke ytelsen og funksjonaliteten til systemet. Det hjelper med å redusere feil i systemet. En kalibrert sensor gir nøyaktige resultater og kan brukes som referanselesing for sammenligning.
Med økningen i den innebygde teknologien og den lave størrelsen på sensorer, er mange sensorer integrert over en enkelt brikke. Uoppdagede feil i en sensor kan føre til at hele systemet blir dårligere. Det er viktig å kalibrere sensor for å få nøyaktig ytelse til automatiserte systemer. Hva er standardreferansene som brukes til kalibrering av temperatursensorer ?
