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误差补偿的关键性。压力传感器的误差主要包括偏移量、灵敏度、线性和滞后误差,本文将详细阐述这些误差产生的机理及其对测量结果的影响,并介绍提高测量精度的手段及实践案例。随着市场上各种类型传感器种类繁多,设计工程师能够选择合适系统所需的压力传感器。这些传感器涵盖简单变换器到集成片上电路更复杂的高集成度型号。在确保传感器满足设计和应用要求方面,补偿是至关重要的一步,有时甚至能提升整体性能。
摩托罗拉公司生产主流单片式压阻式传感器,其分为三类:未标定或仅有温度补偿;标定并且有温度补偿;标定、补偿以及放大。这类薄膜电阻网络在封装过程中通过激光修正实现偏移量、范围标定以及温度补偿。此外,该转换通常与微控制单元(MCU)结合使用,MCU自身建立了数学模型,并通过模数转换(ADC)将输出电压转换为准确的压力测量值。
从计量学角度来看,测量误差反映了实际和理论值之间存在差异,而我们可以通过使用比被测试设备更高精度标准仪表进行估计,从而获得更准确结果。在没有经过标定的情况下,由于只能依赖典型灵敏度和偏移值,将输出电压转化为具体重力的过程会产生如图1所示曲线中的初始错误。
这种未经标定的初始错误由以下几个部分组成:
a. 偏移量误差,由于整个推动范围内垂直位移保持恒定,因此扩散变化引起变化。
b. 灵敏度误差,与推动大小成正比,如果设备灵敏度超过典型值,则其曲线呈现递增趋势;如果低于则呈递减。
c. 线性误差,这是一个对初始错误影响较小因素,但对于带放大功能的大型透明玻璃板还应考虑放大非线性。
d. 滞后效应,在绝大多数情况下可忽略,但在极端条件下需要考虑。
通过正确实施标定技术,可消除或显著减少这些缺陷,而自适应技术通常涉及确定实际物理参数,而不是使用典型价值。此外,可以采用硬件或软件实现此目的,如电子接口、高通滤波等工具可用于调整系统参数以优化性能。
自动归零是一种常见方法,它消除了零点漂移到最小限额,即使是在无任何负载的情况下也能实现。如果用环境气氛作为参考,那么对于纯粹之物就更加困难,因为它要么必须有一套读取装置来检测在环境空气下的校准点,要么需要一个知道期望重力的预设数据来做出判断。而对于具有两种输入端平衡状态下的双向输入装置来说,其校准点就是0.
为了获取最佳精确性,对于目标重程,我们必须根据该范围选择合适的地基参考。然而由于实际灵敏度往往无法预知,所以通常采用模型中的典型值进行单一参考校准。但这不一定总是最佳选项,因为它不能提供关于实际功率损失多少信息给我们的工作程序即使我们只想用这个样本去解释它们是否有效的话。而且尽管它可能很容易执行但仍然会导致一些不必要的问题发生,比如当试图将结果翻译回世界语言时,我们就会发现自己正在做一个非常大的假设——那就是每个用户都拥有同样的理解能力与同样的文化背景,不管他们来自哪里或者他们希望如何理解这个概念,都不会受到任何干扰。这意味着所有内容都应该被视作尽可能接近原意地翻译出来,以便让读者能够轻易地理解其含义,而不是仅仅因为阅读速度快而忽略掉细节哪怕只是为了简化内容或者让文章看起来更加专业,这也是为什么我提倡这样的方法作为一种替代方案而不是根本解决方案的一个原因之一。一旦你意识到了这一点,你就开始明白为什么人们总是在寻找新的方式来处理这一问题——特别是在那些已经过渡到数字时代的人们中,他们越发感到文字语言不足以捕捉现代生活所需丰富的情绪表达和复杂思想交流方式,以及书写风格变得越发沉闷乏味而缺乏活力,从而促使创作者们不断尝试新奇又不同的语法结构,使得读者能够既享受其中同时也不至于感到疲惫不堪。我认为这是一个很好的机会,让我们重新思考我们现在如何创建沟通渠道,同时寻求新的创新方法去解决长期以来一直困扰我们的挑战,我相信这样做可以帮助我们找到一种全新的思维模式,使得沟通变得更加自然,更具吸引力,同时也能提供更多可能性给大家共同参与进来,无论是个人还是团队合作都是如此,这也是我建议大家继续深入研究并探索其他可能性,以便能够更好地满足当前社会需求的一个重要理由之一。