Rõhuandurite mittelineaarsus

Lisaks temperatuuri triivimisele peab ülitäpse andur uurima palju rohkem ja mittelineaarsus on üks olulisi tulemusnäitajaid.

Miks peaksite muretsema rõhuandurite mittelineaarsuse pärast? Rõhuandur on rõhusaatja põhikomponent. Praegu tavaliselt kasutatavadrõhuanduron piezoresistlik rõhuandur ja selle väljundsignaal on suur mittelineaarsus, mis mõjutab otseselt rõhu saatja jõudlust ja mõõtmise täpsust.

Mis on anduri mittelineaarsus? Definitsiooni järgi tähendab anduri mittelineaarsus seda, et rõhu muutumisel on rõhuanduri väljund iseloomulik kõver. Selle kõvera maksimaalse kõrvalekaldumise ja liitmisjoone ja anduri täisskaala väljundi protsenti nimetatakse mittelineaarsuseks. Selle protsendi suurus määrab anduri mittelineaarsuse. Lihtsa ja intuitiivse mõistmise korral tähendab see, et väljundi iseloomuliku kõvera ja sobiva sirgjoone vahelise kõrvalekalde aste on mittelineaarne.

Miks on rõhuanduritel mittelineaarsed probleemid? Piezoresistive rõhuandur kasutati tavaliselt silla mõõtmisahelat (Whistoni sild), nagu on näidatud alloleval joonisel

Esialgses olekus jäävad nelja silla haru takistuse väärtused samaks. Kui sisendväline jõud toimib, puruneb silla käe takistuse tasakaalustatud olek. Sel ajal ilmub väljundterminalis potentsiaalne erinevus. Silla käe takistuse suhteline muutus on teatud proportsioonis ja silla käe takistuse suhteline muutus määrab anduri mittelineaarsuse.

Ja iga piezoresistliku rõhuandur kasutab tootmisprotsessis mõned erilised protsessid, näiteks vananemine, survešokk, keevitamine jne, millel on anduri jõudlust erinev mõju. Lisaks on hajutatud räni kiibi tegelikus tootmisprotsessis keeruline hoida iga silla käe takistuse väärtust täiesti ühtlane, nii et igal anduril on nominaalne mittelineaarsus.

Kuna mittelineaarsus on nii oluline, kuidas arvutada anduri mittelineaarne väärtus? Esiteks laske anduril rõhuanduri survestada määratud temperatuurikeskkonna all, lisada see nullist täisskaalale, vähendada rõhku pärast rõhku stabiilset ja pöörduge tagasi nulli. Seejärel valige kogu vahemikus, sealhulgas anduri mõõtmise ülemise ja alumise piiri, testimiseks ühtlaselt jaotunud 6–11 testipunkti ja korrake tõusu ja sügisel kalibreerimistsükli testi kolm või enam korda.