Vi använder olika system och typer av utrustning för att mäta olika fysiska kvantiteter. Mätningens noggrannhet beror på olika faktorer. Utrustningen som används för mätningar kan förlora sin precision när den används vid högre temperaturer, höga fukt- eller fuktförhållanden, utsätts för nedbrytning, utsätts för yttre stötar, etc ... Detta kan observeras som felet i mätningen. För att åtgärda detta fel och göra nödvändiga ändringar av utrustningens kalibreringsmetoder används. Idag används sensorer för att göra olika mätningar. Det finns sensorer för att mäta temperatur, färg, fuktighet osv ... Sensorkalibrering spelar en avgörande roll för att avlägsna felen i sensormätningarna.

Vad är sensorkalibrering?

Sensorer är elektroniska enheter. De är känsliga för förändringarna i deras arbetsmiljö. Oönskade och plötsliga förändringar i sensorns arbetsmiljöer ger oönskade utgångsvärden. Således skiljer sig den förväntade produktionen från den uppmätta effekten. Denna jämförelse mellan den förväntade utgången och den uppmätta utgången kallas sensorkalibrering.

Sensorkalibrering spelar en avgörande roll för att öka sensorns prestanda. Den används för att mäta strukturfel orsakade av sensorer. Skillnaden mellan det förväntade värdet och det uppmätta värdet på sensorn kallas strukturfel.

Arbetsprincip

Sensorkalibrering hjälper till att förbättra sensorns prestanda och noggrannhet. Det finns två välkända processer där sensorkalibrering görs av industrier. I den första metoden lägger företagen till en egen kalibreringsprocess i sin tillverkningsenhet för att utföra individuell kalibrering av sensorerna. Här lägger företaget också till nödvändig hårdvara i sin design för korrigering av sensorutgångar. Genom denna process kan sensorkalibreringen ändras för att matcha de applikationsspecifika kraven. Men denna process ökar tiden till marknaden.

Alternativet till den här interna kalibreringsprocessen erbjuder flera tillverkningsföretag sensorpaket med högkvalitativ bilkvalitet MEMS-sensor tillsammans med fullständig kalibrering på systemnivå. I denna process inkluderar företagen en inbyggd digital krets och programvara för att hjälpa designers att förbättra sensorns funktionalitet och prestanda. För att minska produktdesigntiden och komponentantalet ingår digitala kretsar som spänningsreglering och analoga signalfiltreringstekniker. För att förbättra den övergripande prestandan och funktionaliteten är den inbyggda processorn försedd med sofistikerade sensorfusionsalgoritmer. Några av de sofistikerade algoritmerna för signalbearbetning hjälper också till att minska tillverkningstiden, vilket möjliggör snabbare tid till marknaden.

Standardreferensmetod

Här jämförs sensorutgången med en vanlig fysisk referens för att känna till felet i vissa sensorer. Exempel på sensorkalibrering är linjaler och mätpinnar, för temperatursensorer- Kokande vatten vid 100 ° C, trippelpunkt för vatten, för accelerometrar- ”tyngdkraften är konstant 1G på jordens yta”.

Kalibreringsmetoder

Det finns tre standardkalibreringsmetoder som används för sensorer. Dom är-

Enpunktskalibrering.
Tvåpunktskalibrering.
Flerpunkts kurvmontering.

Innan vi känner till dessa metoder måste vi känna till begreppet karaktäristisk kurva. Varje sensor har en karakteristisk kurva som visar svaret från senorn till det angivna ingångsvärdet. I kalibreringsprocessen jämförs denna karakteristiska kurva för sensorn med dess ideala linjära respons.

Några av de termer som används med den karakteristiska kurvan är-

Offset - Detta värde berättar om sensorns utgång är högre eller lägre än det ideala linjära svaret.
Känslighet eller lutning - Detta ger hastigheten för förändring av sensorns utgång. En skillnad i lutning visar att sensorns utgång förändras i en annan takt än det ideala svaret.
Linjäritet - Inte alla sensorer har en linjär karakteristikkurva över det givna mätområdet.

Enpunktskalibrering används för att korrigera sensorförskjutningsfelen när noggrann mätning av endast en nivå krävs och sensorn är linjär. Temperatursensorer är vanligtvis enpunktskalibrerade.

Enpunktskalibrering

Tvåpunktskalibrering används för att korrigera både lutnings- och förskjutningsfel. Denna kalibrering används i de fall då sensorn vi vet att sensorns utgång är rimligt linjär över ett mätområde. Här behövs två referensvärden - referens Hög, referens Låg.

Tvåpunktskalibrering

Flerpunkts kurvanslutning används för sensorer som inte är linjära över mätområdet och kräver viss kurvanpassning för att få exakta mätningar. Flerpunkts kurvmontering görs vanligtvis för termoelement när det används under extremt heta eller extremt kalla förhållanden.

För alla ovannämnda kalibreringsprocesser ritas sensorns karakteristiska kurvor och jämförelse med det linjära svaret och felet är känt.

Tillämpningar av sensorkalibrering

Sensorkalibrering i enkla termer kan definieras som jämförelsen mellan önskad utgång och den uppmätta utgången. Dessa fel kan orsakas av olika orsaker. Några av felen som ses i sensorer är fel på grund av felaktig nollreferens, fel på grund av skiftningar i sensorområdet, fel på grund av mekanisk skada, etc. ... Kalibrering liknar inte justering.

Kalibreringsprocessen inkluderar att placera DUT-'Enheten under test 'i konfigurationer vars tröghetsingångsstimuli för sensorn är känd, vilket hjälper oss att bestämma de faktiska felen i mätningarna.

Kalibreringsprocessen hjälper oss att bestämma följande resultat-

Inget fel noteras på DUT.
Ett fel noteras och ingen justering görs.
En justering görs för att ta bort felet och felet korrigeras till önskad nivå.

För sensorkalibrering används sensormodeller. Sensorkalibrering tillämpas i styrsystem för att övervaka och justera kontrollprocesserna. Automatiska system tillämpar också sensorkalibrering för att få felfria resultat.

Användning av sensorkalibrering

Kalibreringsprocessen används för att öka systemets prestanda och funktionalitet. Det hjälper till att minska fel i systemet. En kalibrerad sensor ger exakta resultat och kan användas som referensavläsning för jämförelse.

Med ökningen av den inbäddade tekniken och sensornas låga storlek är många sensorer integrerade över ett enda chip. Oupptäckta fel i en sensor kan orsaka att hela systemet försämras. Det är viktigt att kalibrera sensor för att få exakta prestanda för de automatiska systemen. Vilka är standardreferenser som används för kalibrering av temperaturgivare ?