സമ്മർദ്ദ സെൻസറിന്റെ നഷ്ടപരിഹാരം

ന്യായമായ പിശക് നഷ്ടപരിഹാരംപ്രഷർ സെൻസറുകൾഅവരുടെ ആപ്ലിക്കേഷന്റെ താക്കോലാണ്. പ്രഷർ സെൻസറുകൾ പ്രധാനമായും സംവേദനക്ഷമത പിശക്, ഓഫ്സെറ്റ് പിശക്, ഹിസ്റ്റെറിസിസ് പിശക്, ലീനിയർ പിശക് എന്നിവയുണ്ട്. ഈ ലേഖനം ഈ നാല് പിശകുകളുടെ സംവിധാനങ്ങളും പരിശോധനാ ഫലങ്ങളിൽ സ്വാധീനം ചെലുത്തും. അതേസമയം, അളക്കൽ കൃത്യത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഇത് പ്രഷർ കാലിബ്രേഷൻ രീതികളും അപേക്ഷാ ഉദാഹരണങ്ങളും അവതരിപ്പിക്കും.

നിലവിൽ, സമ്പ്രദായത്തിന് ആവശ്യമായ പ്രഷർ സെൻസറുകൾ തിരഞ്ഞെടുക്കാൻ എഞ്ചിനീയർമാരെ തിരഞ്ഞെടുക്കാൻ അനുവദിക്കുന്ന വിപണിയിൽ വൈവിധ്യമാർന്ന സെൻസറുകൾ ഉണ്ട്. ഓൺ-ചിപ്പ് സർക്യൂട്ടുകളുള്ള ഏറ്റവും അടിസ്ഥാന ട്രാൻസ്ഫോർമറുകളും കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ ഉയർന്ന സംയോജന സെൻസറുകളും ഈ സെൻസറുകളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഈ വ്യത്യാസങ്ങൾ കാരണം, പ്രഷർ സെൻസറുകളിൽ അളക്കൽ പിശകുകൾ നഷ്ടപരിഹാരം നൽകാൻ ഡിസൈൻ എഞ്ചിനീയർമാർ പരിശ്രമിക്കണം, അത് സെൻസറുകൾ രൂപകൽപ്പനയും അപേക്ഷാ ആവശ്യങ്ങളും നിറവേറ്റുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന ഘട്ടമാണ്. ചില സന്ദർഭങ്ങളിൽ, നഷ്ടപരിഹാരം അപ്ലിക്കേഷനുകളിലെ സെൻസറുകളുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയും.

ഈ ലേഖനത്തിൽ ചർച്ച ചെയ്ത ആശയങ്ങൾ വിവിധ വിഭാഗങ്ങളുള്ള വിവിധ പ്രഷർ സെൻസറുകളുടെ രൂപകൽപ്പനയ്ക്കും പ്രയോഗത്തിനും ബാധകമാണ്:

1. അടിസ്ഥാന അല്ലെങ്കിൽ പണമടയ്ക്കാത്ത കാലിബ്രേഷൻ;

2. കാലിബ്രേഷനും താപനില നഷ്ടപരിഹാരവുമുണ്ട്;

3. ഇതിന് കാലിബ്രേഷൻ, നഷ്ടപരിഹാരം, ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ എന്നിവയുണ്ട്.

ഓഫ്സെറ്റ്, റേഞ്ച് കാലിബ്രേഷൻ, താപനില നഷ്ടപരിഹാരം എന്നിവയെല്ലാം നേർത്ത ഫിലിം റെസിസ്റ്റോർ നെറ്റ്വർക്കുകളിലൂടെ നേടാൻ കഴിയും, അത് പാക്കേജിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ ലേസർ തിരുത്തൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ സെൻസർ സാധാരണയായി ഒരു മൈക്രോകൺട്രോളറുമായി ചേർന്ന് ഉപയോഗിക്കുന്നു, മൈക്രോകോൺട്രോളറിന്റെ ഉൾച്ചേർത്ത സോഫ്റ്റ്വെയർ തന്നെ സെൻസറിന്റെ ഗണിത മാതൃക സ്ഥാപിക്കുന്നു. മൈക്രോകൺട്രോളർ output ട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് വായിച്ചതിനുശേഷം, അനലോഗ്-ടു-ഡിജിറ്റൽ കൺവെർട്ടറിന്റെ പരിവർത്തനത്തിലൂടെ മോഡലിന് ഒരു പ്രഷർ അളക്കൽ മൂല്യത്തിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ കഴിയും.

സെൻസറുകളുടെ ഏറ്റവും ലളിതമായ ഗണിത മോഡലാണ് ട്രാൻസ്ഫർ പ്രവർത്തനം. മുഴുവൻ കാലിബ്രേഷൻ പ്രക്രിയയിലും മോഡൽ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാൻ കഴിയും, മാത്രമല്ല കാലിബ്രേഷൻ പോയിൻറുകളുടെ വർദ്ധനവ് ഉപയോഗിച്ച് അതിന്റെ പക്വത വർദ്ധിക്കും.

ഒരു മെട്രോളജിക്കൽ കാഴ്ചപ്പാട്, അളക്കൽ പിശക് എന്നിരുന്നാലും, യഥാർത്ഥ മർദ്ദം നേരിട്ട് നേടാൻ സാധാരണയായി സാധ്യമല്ല, പക്ഷേ ഉചിതമായ മർദ്ദ നിലവാരം ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ ഇത് കണക്കാക്കാം. മെട്രോളജിസ്റ്റുകൾ സാധാരണയായി അളന്ന ഉപകരണങ്ങളേക്കാൾ 10 മടങ്ങ് കൃത്യതയോടെയാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്.

സാധാരണ സംവേദനക്ഷമതയും ഓഫ്സെറ്റ് മൂല്യങ്ങളും ഉപയോഗിച്ച് സമ്മർദ്ദത്തിലേക്ക് മാത്രമേ അപകീർത്തിപ്പെടുത്തൽ വോൾട്ടേജ് മാത്രമേ പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ കഴിയൂ എന്നത് കാരണം.

ഈ അളവെടുക്കാത്ത പ്രാരംഭ പിശക് ഇനിപ്പറയുന്ന ഘടകങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു:

1. സംവേദനക്ഷമത പിശക്: സൃഷ്ടിച്ച പിശകിന്റെ വ്യാപ്തി സമ്മർദ്ദത്തിന് ആനുപാതികമാണ്. ഉപകരണത്തിന്റെ സംവേദനക്ഷമത സാധാരണ മൂല്യത്തേക്കാൾ കൂടുതലാണെങ്കിൽ, സംവേദനക്ഷമത പിശക് സമ്മർദ്ദത്തിന്റെ വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന പ്രവർത്തനമായിരിക്കും. സംവേദനക്ഷമത സാധാരണ മൂല്യത്തേക്കാൾ കുറവാണെങ്കിൽ, സംവേദനക്ഷമത പിശക് സമ്മർദ്ദത്തിന്റെ പ്രവർത്തനരീതിയായിരിക്കും. ഈ പിശകിനുള്ള കാരണം വ്യാപന പ്രക്രിയയിലെ മാറ്റങ്ങൾ മൂലമാണ്.

2. ഓഫ്സെറ്റ് പിശക്: മുഴുവൻ മർദ്ദ ശ്രേണിയിലുടനീളം നിരന്തരമായ ലംബ OFTERE, ട്രാൻസ്ഫോർമർ ഡിഫ്യൂഷനിലെ മാറ്റങ്ങൾ, ലേസർ ക്രമീകരണ തിരുത്തൽ എന്നിവ കാരണം ഓഫ്സെറ്റ് പിശകുകൾക്ക് കാരണമാകും.

3. ലാഗ് പിശക്: മിക്ക കേസുകളിലും, സിലിക്കൺ വേഫറുകൾക്ക് ഉയർന്ന മെക്കാനിക്കൽ കാഠിന്യമുള്ളതിനാൽ ലാഗ് പിശക് പൂർണ്ണമായും അവഗണിക്കാം. സാധാരണയായി, മർദ്ദത്തിൽ കാര്യമായ മാറ്റമുള്ള സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഹിസ്റ്റെറിസിസ് പിശക് പരിഗണിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

4. ലീനിയർ പിശക്: സിലിക്കൺ വേഫറിന്റെ ഭ physical തികരഹിത നോൺലിനിറ്റി മൂലമുണ്ടാകുന്ന പ്രാരംഭ പിശകാണ് താരതമ്യേന സ്വാധീനിക്കുന്ന ഒരു ഘടകം. എന്നിരുന്നാലും, ആംപ്ലിഫയറുകളുള്ള സെൻസറുകൾക്കായി, ആംപ്ലിഫയറിന്റെ നോൺലിനിറ്റിയും ഉൾപ്പെടുത്തണം. ലീനിയർ പിശക് വക്രത ഒരു കോൺകീവ് കർവ് അല്ലെങ്കിൽ ഒരു കോൺവെക്സ് വക്രമാണ്.

കാലിബ്രേഷന് ഈ പിശകുകൾ ഇല്ലാതാക്കാനോ കുറയ്ക്കാനോ കഴിയും, അതേസമയം നഷ്ടപരിഹാര സാങ്കേതികതകൾക്ക് സാധാരണയായി സാധാരണ മൂല്യങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുപകരം സിസ്റ്റത്തിന്റെ യഥാർത്ഥ കൈമാറ്റത്തിന്റെ പാരാമീറ്ററുകൾ നിർണ്ണയിക്കേണ്ടതുണ്ട്. പൊട്ടൻഷ്യമീറ്ററുകൾ, ക്രമീകരിക്കാവുന്ന റെസിസ്റ്ററുകൾ, മറ്റ് ഹാർഡ്വെയർ എന്നിവയെല്ലാം നഷ്ടപരിഹാര പ്രക്രിയയിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയും, അതേസമയം സോഫ്റ്റ്വെയർ ഈ പിശക് നഷ്ടപരിഹാര പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടപ്പിലാക്കാൻ കഴിയും.

ഒരു പോയിൻറ് കാലിബ്രേഷൻ രീതിക്ക് ഓഫ്സെറ്റ് പിശകുകൾക്ക് നഷ്ടപരിഹാരം നൽകാൻ കഴിയും, കൈമാറ്റം പ്രവർത്തനത്തിന്റെ സീറോ പോയിന്റിൽ ഡ്രിഫ്റ്റ് നീക്കംചെയ്യാൻ കഴിയും, ഇത്തരത്തിലുള്ള കാലിബ്രേഷൻ രീതി എന്ന് ഓട്ടോമാറ്റിക് സീറോയിംഗ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഓഫ്സെറ്റ് കാലിബ്രേഷൻ സാധാരണയായി പൂജ്യം സമ്മർദ്ദത്തിലാണ്, പ്രത്യേകിച്ച് ഡിഫറൻഷ്യൽ സെൻസറുകളിൽ നടപ്പിലാക്കുന്നു, കാരണം ഡിഫറൻഷ്യൽ സമ്മർദ്ദം സാധാരണഗതിയിൽ 0 നോമെന്റൽ അവസ്ഥയിലാണ്. ശുദ്ധമായ സെൻസറുകൾക്കായി, ഓഫ്സെറ്റ് കാലിബ്രേഷൻ കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, കാരണം അത് ഒരു പ്രഷർ വായൻസ് ആംബിയന്റ് പ്രഷർ മൂല്യങ്ങൾ, ആവശ്യമുള്ള മർദ്ദം നേടുന്നതിന് ഒരു പ്രഷർ വായനാ സംവിധാനം ആവശ്യമാണ്.

ഡിഫറൻഷ്യൽ സെൻസറുകളുടെ പൂജ്യം പ്രത്യായർ കാലിബ്രേഷൻ വളരെ കൃത്യമാണ്, കാരണം കാലിബ്രേഷൻ സമ്മർദ്ദം കർശനമായി പൂജ്യമാണ്. മറുവശത്ത്, മർദ്ദം പൂജ്യമല്ല, പ്രഷർ കൺസോൾ അല്ലെങ്കിൽ അളക്കുന്ന സിസ്റ്റത്തിന്റെ പ്രകടനത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

കാലിബ്രേഷൻ സമ്മർദ്ദം തിരഞ്ഞെടുക്കുക

കാലിബ്രേഷൻ സമ്മർദ്ദം തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിനേക്കാൾ മികച്ച കൃത്യത നേടുന്ന പ്രഷർ ശ്രേണി നിർണ്ണയിക്കുന്നതിനാൽ വളരെ പ്രധാനമാണ്. വാസ്തവത്തിൽ, കാലിബ്രേഷനുശേഷം, യഥാർത്ഥ ഓഫ്സെറ്റ് പിശക് കാലിബ്രേഷൻ പോയിന്റിൽ ചെറുതാക്കുകയും ചെറിയ മൂല്യത്തിൽ തുടരുകയും ചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ, ടാർഗെറ്റ് പ്രഷർ ശ്രേണിയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി കാലിബ്രേഷൻ പോയിൻറ് തിരഞ്ഞെടുക്കണം, കൂടാതെ പ്രഷർ ശ്രേണിയുടെ പ്രവർത്തന ശ്രേണിയുമായി പൊരുത്തപ്പെടാതിരിക്കേണ്ടതില്ല.

ഒരു സമ്മർദ്ദ മൂല്യത്തിലേക്ക് output ട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജിനെ പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നതിന്, സാധാരണ സംവേദനക്ഷമത സാധാരണയായി ഗണിത മോഡലുകളിൽ ഒറ്റ പോയിന്റ് കാലിബ്രേഷന് ഉപയോഗിക്കുന്നു, കാരണം യഥാർത്ഥ സംവേദനക്ഷമത പലപ്പോഴും അജ്ഞാതമാണ്.

ഓഫ്സെറ്റ് കാലിബ്രേഷൻ നടത്തിയ ശേഷം, കാലിബ്രേഷനിന് മുമ്പുള്ള പിശകിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന കറുത്ത കർവ് എന്നത് വിപരീത ഒരു ലംബമായ വിലാപം കാണിക്കുന്നു.

ഒരു പോയിൻറ് കാലിബ്രേഷൻ രീതിയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഈ കാലിബ്രേഷൻ രീതിക്ക് സ്ട്രിക്കർ ആവശ്യകതകളും ഉയർന്ന നടപ്പാക്കൽ ചെലവും ഉണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, പോയിന്റ് കാലിബ്രേഷൻ രീതിയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഈ രീതി വ്യവസ്ഥയുടെ കൃത്യതയെ ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും, കാരണം ഇത് ഓഫ്സെറ്റ് കാലിബ്രേറ്റ് ചെയ്യുന്നു, പക്ഷേ സെൻസറിന്റെ സംവേദനക്ഷമത കാലിബ്രറ്റുകളും കാലിബ്രറ്റുകളും. അതിനാൽ, പിശക് കണക്കുകൂട്ടലിൽ, അന്തർലീനമായ മൂല്യങ്ങൾക്ക് പകരം യഥാർത്ഥ സംവേദനക്ഷമത മൂല്യങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാം.

ഇവിടെ, കാലിബ്രേഷൻ 0-500 മെഗാപസ്കസ്കളുടേതാണ് (പൂർണ്ണ സ്കെയിൽ) അവസ്ഥയിലാണ്. കാലിബ്രേഷൻ പോയിന്റുകളിലെ പിശക് പൂജ്യത്തോട് അടുത്തായിരിക്കുന്നതിനാൽ, പ്രതീക്ഷിച്ച മർദ്ദ ശ്രേണിയിലെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ അളവിലുള്ള പിശക് ലഭിക്കുന്നതിന് ഈ പോയിന്റുകൾ ശരിയായി സജ്ജമാക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്.

ചില അപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് മുഴുവൻ പ്രഷർ ശ്രേണിയിലും ഉയർന്ന കൃത്യത ആവശ്യമാണ്. ഈ അപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ, ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ ഫലങ്ങൾ നേടുന്നതിന് മൾട്ടി-പോയിൻറ് കാലിബ്രേഷൻ രീതി ഉപയോഗിക്കാം. മൾട്ടി-പോയിൻറ് കാലിബ്രേഷൻ രീതിയിൽ, ഓഫ്സെറ്റും സംവേദനക്ഷമത പിശകുകളും മാത്രമല്ല, മിക്ക രേഖീയ പിശകുകളും കണക്കിലെടുക്കുന്നു. ഉപയോഗിച്ച മാത്തമാറ്റിക്കൽ മോഡൽ ഓരോ കാലിബ്രേഷൻ ഇടവേളയ്ക്കും (രണ്ട് കാലിബ്രേഷൻ പോയിന്റുകൾക്കിടയിൽ).

മൂന്ന് പോയിന്റ് കാലിബ്രേഷൻ

നേരത്തെ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, ലീനിയർ പിശകിന് സ്ഥിരമായ ഫോം ഉണ്ട്, കൂടാതെ ക്വാഡ്രാറ്റിക് സമവാക്യത്തിന്റെ ക്രവ്യൂ, പ്രവചനാതീതമായ വലുപ്പവും രൂപവും ഉപയോഗിച്ച് പിശക് കർവ് അനുരൂപപ്പെടുന്നു. ആംപ്ലിഫയറുകൾ ഉപയോഗിക്കാത്ത സെൻസറുകൾ ഇത് പ്രത്യേകിച്ചും സത്യമാണ്, സെൻസറിന്റെ നോൺലിറ്റി, മെക്കാനിക്കൽ കാരണങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ് (സിലിക്കൺ വേഫറിന്റെ നേർത്ത ഫിലിം സമ്മർദ്ദം).

സാധാരണ ഉദാഹരണങ്ങളുടെ ശരാശരി രേഖീയ പിശക് കണക്കാക്കി പോളിനോമിയൽ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ പാരാമീറ്ററുകൾ നിർണ്ണയിക്കുന്നതിലൂടെ ലീനിയർ പിശക് സവിശേഷതകളുടെ വിവരണം (a × bx + സി) നിർണ്ണയിക്കുന്നു. എ, ബി, സി നിർണ്ണയിച്ചതിന് ശേഷം ലഭിച്ച മോഡൽ ഒരേ തരത്തിലുള്ള സെൻസറുകൾക്ക് ഫലപ്രദമാണ്. മൂന്നാമത്തെ കാലിബ്രേഷൻ പോയിന്റ് ആവശ്യമില്ലാതെ ഈ രീതിക്ക് ലീനിയർ പിശകുകൾക്ക് നഷ്ടപരിഹാരം നൽകാൻ കഴിയും.