导言:本文以摩托罗拉公司的压力传感器为例,探讨了其设计与应用中的误差补偿策略。合理处理压力传感器的误差是实现精确测量的关键。在设计过程中,工程师需对偏移量、灵敏度、线性和滞后四种误差产生机制有深入理解,并采取相应措施进行补偿。此外,本文还将介绍如何通过标定方法提升测量精度,以及实用案例分析。
摩托罗拉公司生产的主流压力传感器主要包括三类产品:未加标定及补偿、具备标定并温度补偿以及具有标定、补偿和放大功能。这些传感器通常采用薄膜电阻网络来实现范围标定和温度补偿,这种网络在封装过程中通过激光修正而成。
在微控制系统中,硬件如电位计或可调电阻用于物理参数调整,而软件则提供了更高级别的手动校准能力。这使得工程师能够根据实际需求调整传感器数学模型,从而提高测量结果的准确性。
从计量学角度看,测量误差定义为预期值与实际值之间的差异。本文将详细阐述四种主要类型误差(偏移量、灵敏度、线性和滞后)及其影响,并介绍如何通过多点标定的方式减少这些错误。
对于某些应用,如血液压监测,需要在整个工作范围内保持较高精度。在这种情况下,可以使用多点标定的技术,以最小化整个工作区内所需测试数据集。这不仅可以降低成本,还能提高系统整体性能。
此外,本文还会展示如何利用二次方程来描述非线性的特征,并解释为什么这一方法对于未经放大的纯粹型压力传感器尤其有效。例如,在摩托罗拉MPX2300这样的温度补偿型血液压监测设备上,该方法已经成功地实现了低成本、高性能要求的一致性,使得初始最大线性误差降至满刻度以下0.05%左右。