Catalogar
Juzgar la linealidad de un sensor de presión es una tarea muy importante y común, ya que afecta directamente la precisión de la medición del sensor.
1. ¿Qué es la linealidad?
La linealidad, también llamada error de no linealidad, se refiere a la desviación máxima entre la curva característica de salida real de un sensor de presión (la relación entre la señal de salida y la presión de entrada) y una línea recta ideal (la línea ajustada). Esta desviación generalmente se expresa como un porcentaje de la producción a gran escala (FSO, Full Scale Output).
En pocas palabras, la salida de un sensor de presión ideal debe ser perfectamente proporcional a la presión de entrada, formando una línea recta. Sin embargo, en realidad, debido a los procesos de fabricación, las propiedades de los materiales y otros factores, la curva real de cada sensor muestra ligeras fluctuaciones. La linealidad es la métrica que mide qué tan "recta" es esa curva real.
2. Pasos clave para calcular la linealidad
1). Obtener datos de calibración
Ésta es la base para juzgar la linealidad. Debe registrar la salida del sensor en una serie de puntos de presión conocidos y distribuidos uniformemente (que generalmente incluyen el punto cero y el punto de escala completa, además de al menos 3 a 5 puntos intermedios). Estos datos suelen ser proporcionados por el fabricante del sensor (en la hoja de datos del producto), o usted mismo puede recopilarlos utilizando equipos de calibración de alta precisión.
2). Determinar la “línea ajustada”
Calcular la linealidad requiere una referencia: la "línea ajustada". La forma en que se traza esta línea varía y el método elegido afecta directamente a la figura de linealidad. Al interpretar la linealidad, la primera tarea es confirmar qué método de ajuste utilizó la hoja de datos o el informe.
Los métodos comunes incluyen:
Línea de punto final: Dibuje una línea recta entre el punto cero (0% de presión) y el punto de escala completa (100% de presión). Este es el método más común y sencillo.
Línea recta de mejor ajuste (BFSL) o método de mínimos cuadrados: Utilice matemáticas para encontrar la línea que minimice la suma de las desviaciones al cuadrado entre la línea y todos los puntos de datos reales. Esto normalmente produce un error de linealidad menor que el método del punto final.
Método basado en cero: Fuerce la línea ajustada a través de cero, luego ajuste su pendiente para minimizar la desviación máxima.
Nota importante: ¡Las cifras de linealidad obtenidas utilizando diferentes métodos de ajuste no son directamente comparables! Por ejemplo, un sensor especificado con una linealidad de ±1,0 %FS mediante el método de punto final podría funcionar de manera similar a uno especificado con ±0,5 %FS mediante el método de mejor ajuste. Por lo tanto, debes tener claro el método de referencia.
3). Calcular la desviación máxima Determinar la “línea ajustada”
Con base en la línea ajustada elegida, calcule en cada punto de calibración la diferencia entre la salida real y el valor teórico en la línea ajustada:
Desviación = salida real-valor de línea ajustada
Encuentre la desviación absoluta más grande entre todos los puntos, es decir, la desviación máxima (Δmax).
4). Calcular el error de linealidad.
Divida la desviación máxima por la salida de escala completa (FSO) del sensor y exprésela como porcentaje:
Error de linealidad (%) = (|Δmax| / FSO) × 100%
Donde FSO = V_max − V_min.
3. ¿Cómo interpretar las cifras de linealidad en una hoja de datos?
Comprueba el valor: Cuanto menor sea la cifra, mejor será la linealidad y mayor será la precisión del sensor. Por ejemplo, ±0,1%FS es mucho mejor que ±1,0%FS.
Verifique la unidad: Asegúrese de que sea %FS (porcentaje de escala completa). Esa es la unidad estándar. A veces es posible que vea %Reading (porcentaje de lectura), que es más estricto en el extremo inferior; tenga cuidado de distinguir los dos.
Consulta las condiciones: Tenga en cuenta la temperatura y otras condiciones bajo las cuales se especificó la linealidad (normalmente temperatura ambiente, 25 °C). Los cambios de temperatura pueden afectar significativamente la linealidad.
Compruebe el método (¡el más importante!): Confirme siempre qué método de línea ajustada se utilizó para calcular la linealidad.
La linealidad y el rendimiento de la pendiente son excelentes
Conclusión
La linealidad mide qué tan cerca la salida de un sensor de presión sigue una línea recta ideal y se expresa como la desviación máxima en relación con la salida a escala completa (FSO). Para evaluarlo, se recopilan puntos de calibración, se elige un método de línea ajustada (punto final, BFSL o de base cero), se calcula la desviación máxima Δmax y se convierte a un porcentaje de FSO. Siempre verifique la unidad de la hoja de datos, las condiciones de temperatura y el método de ajuste antes de comparar sensores.
La introducción anterior sólo toca la superficie de las aplicaciones de la tecnología de sensores de presión. Continuaremos explorando los diferentes tipos de elementos sensores utilizados en diversos productos, cómo funcionan y sus ventajas y desventajas. Si desea obtener más detalles sobre lo que se analiza aquí, puede consultar el contenido relacionado más adelante en esta guía. Si tiene poco tiempo, también puede hacer clic aquí para descargar los detalles de estas guías. Producto del sensor de presión de aire datos PDF.
Para obtener más información sobre otras tecnologías de sensores, por favor Visite nuestra página de sensores.