Terminologie et bases du capteur de pression WF
Table des matières
Pression absolue :
Pression mesurée par rapport au vide. Habituellement exprimé en livres par pouce carré absolu (psia).
Transducteur de pression d'altitude :
Capteurs de pression atmosphérique utilisés pour déterminer l’altitude à partir d’un profil d’altitude-pression.
Référencement automatique :
Technique qui élimine les erreurs en échantillonnant une ou plusieurs pressions de référence, puis en corrigeant la fonction du signal de sortie.
Transducteur de pression atmosphérique :
Un capteur de pression absolue qui mesure la pression ambiante locale.
Sortie de base :
Sortie brute d'un capteur de pression qui n'est ni amplifiée ni compensée par l'étalonnage.
Meilleure ligne droite (BSL) :
La meilleure ligne droite sélectionnée de manière à ce que la véritable courbe de réponse du capteur contienne trois points d'écart maximal égal.
Pression d'éclatement :
La meilleure ligne droite sélectionnée de manière à ce que la véritable courbe de réponse du capteur contienne trois points d'écart maximal égal.
Erreur de mode commun :
Erreur indépendante de la variable d'entrée principale (pression d'entrée). Pour les capteurs WF, toutes les erreurs de décalage sont des erreurs de mode commun.
Pression en mode commun :
Pression pouvant être appliquée simultanément des deux côtés du diaphragme.
Sortie compensée :
Sortie d'un capteur de pression qui est compensée pour un ou plusieurs paramètres de performance, tels que le décalage, l'étendue, les effets de température sur le décalage et l'étendue, la non-linéarité, la sensibilité de position, la linéarité avant-arrière et le décalage de préchauffage.
La compensation des paramètres de performance peut être obtenue par conception ou par étalonnage. Diverses compensations peuvent être réalisées par conception, par exemple, tous les produits WF-Package sont intrinsèquement compensés pour les erreurs de linéarité avant-arrière et de sensibilité de position. Quelques exemples de paramètres compensés par l'étalonnage sont le décalage, l'étendue et l'effet de la température sur le décalage et l'étendue.
Pression différentielle :
La différence de pression mesurée entre deux sources de pression. Généralement exprimé en livres par différence de pouce carré (psid). Lorsqu’une source est un vide parfait, la différence de pression est appelée pression absolue. Lorsqu’une source est l’environnement local, la pression est appelée pression manométrique.
Transducteur de pression différentielle :
Appareil qui mesure la différence de pression entre deux sources de pression reliées par un tuyau à son entrée.
SORTIE NUMÉRIQUE :
La sortie d'un capteur de pression, exprimée sous forme de quantité discrète (quantifiée), est généralement communiquée à l'aide d'une interface standard telle que I2C ou SPI. Les avantages des signaux de sortie numériques sont une interface directe avec le microprocesseur hôte (uP), une immunité au bruit améliorée et un nombre de composants réduit.
Bande d'erreur :
La déviation d'un capteur’s réponse de son BSL, définie par les lignes de chaque côté de son BSL, y compris l'écart maximal mesuré pour une erreur de mode normal ou de mode commun donnée.
Pleine échelle :
La différence algébrique entre les points finaux. Un point final est la tension de décalage réelle et l'autre point final est la limite supérieure de la plage.
Compensation à pleine échelle :
Le décalage de la sensibilité de la tension de sortie du capteur à la pression sur une plage de température spécifiée. Cela correspond au coefficient de sensibilité à la température. Les caractéristiques de cette courbe de transfert sont très proches de l'équation du second ordre pour un élément de détection piézorésistif de base.
Pour les appareils à sortie millivolt, ceci est compensé par une résistance passive ; pour les dispositifs de sortie amplifiés, il est compensé par ASIC, en utilisant une courbe de second ordre adaptée aux données acquises par chaque composant sur une plage de pression et de température spécifiée. Les caractéristiques de cette courbe de transfert ne changent pas avec d'autres conditions.
Pression manométrique :
Pression mesurée par rapport à la pression ambiante (psig).
Hystérésis de pression :
L'hystérésis de pression est mesurée comme la différence maximale entre les sorties dans les conditions de référence avant et après un cycle de pression.
Interchangeabilité :
La bande d'erreur définie par l'écart maximal du signal lorsqu'un capteur est remplacé par tout autre transducteur du même type avec la même entrée de pression et la même plage de température.
Linéarité :
L'écart maximal de la sortie mesurée par rapport à la « meilleure ligne droite » à température constante (25 °C), déterminé par trois points (pression de polarisation, pression à pleine échelle et pression à moitié pleine échelle), où Y = valeur mesurée par appareil.
Linéarité, erreur d'hystérésis :
Erreur dans la réponse de la tension de sortie à la pression sur toute la plage de pression de fonctionnement par rapport à la réponse idéale de la tension de sortie ; écart du signal de sortie par rapport à la réponse de la courbe de transfert du premier ordre à la pression. Cette erreur est fonction de la pression plutôt que de la température.
Cette erreur est calculée en mesurant la pression à trois points de pression ; pression nulle. La pression à pleine échelle et la pression à moitié pleine échelle sont calculées à partir de la courbe de « meilleure ligne droite » adaptée aux données mesurées.
Valeurs minimales/maximales :
sont les limites de garantie des spécifications. Ces limites se situent généralement entre les limites de test et les limites de spécification en utilisant un ruban de protection pour un test à 100 %.
Erreur la plus probable :
Bande d'erreur obtenue en calculant la racine carrée de la somme des carrés de toutes les erreurs applicables spécifiées pour le capteur.
Valeur nominale :
Il s'agit de la moyenne des spécifications d'un produit fabriqué lors du premier cycle de production.
Erreur de mode normal :
Il s'agit de l'erreur de la fonction (généralement supposée proportionnelle) de la variable d'entrée principale (pression d'entrée). Pour les capteurs WF Sensors, toutes les erreurs de plage sont des erreurs de mode normal.
Étalonnage du décalage :
La bande d'erreur définie par l'erreur maximale lors de l'étalonnage de la tension de décalage.
Erreur de dissonance :
Bande d'erreur de mode commun définie par l'écart maximal de la tension déphasée par rapport à sa valeur spécifiée. Cela peut inclure des erreurs d’étalonnage, de température, de répétabilité et de stabilité.
Dérive à long terme compensée :
Le changement de tension de décalage qui peut se produire sur une période de temps spécifiée. Les causes possibles de cette caractéristique des capteurs de pression piézorésistifs sont étudiées depuis des décennies. À ce jour, aucune cause unique ou principale n’a été déterminée.
Étant donné que la plupart des capteurs basse pression de WF Sensors utilisent une compensation de couplage croisé électrique à double puce, il existe une compensation inhérente pour la dérive à long terme du décalage. Le test de changement de vitesse de préchauffage des capteurs WF du produit identifiera généralement tout problème de dérive à long terme et sera rejeté.
Sensibilité de la position de décalage :
Le changement de tension de décalage dû à un changement de position du capteur. Les capteurs utilisés pour mesurer des pressions supérieures à 15 psi ont peu ou pas de sensibilité de position. Parce que le capteur’Si le diaphragme a une masse, et le rapport masse/épaisseur du diaphragme augmente à mesure que la plage de pression diminue, la sensibilité à la position augmente à mesure que la plage de pression diminue. Étant donné que la plupart des capteurs basse tension WF Sensor utilisent une compensation de couplage croisé électrique à double puce, même les capteurs les plus basiques ont une compensation inhérente de sensibilité de position de décalage.
Répétabilité du décalage :
Une bande d'erreur indique la capacité d'un capteur à reproduire une tension de décalage mesurée à 25 °C après exposition à toute autre température et pression dans une plage spécifiée.
Stabilité du décalage :
Capacité d'un capteur de mesure à bande d'erreur à maintenir une tension de décalage à une pression et une température constantes.
Coefficient d'ajustement de la température :
La bande d'erreur est définie comme l'écart maximal de la tension de décalage lorsque la température passe de 25 °C à toute autre température dans la plage spécifiée.
Décalage de température :
La modification de la tension de décalage de sortie sur la plage de température spécifiée. Pour les capteurs non amplifiés, la spécification limite les tests à trois points de température ; 25°C, température maximale, température minimale, puis retour à 25°C. Pour les capteurs de pression amplifiés, davantage de points de données sont mesurés et la compensation est mathématiquement appropriée pour les points de données.
Il n’existe généralement pas d’équation cohérente pour caractériser le décalage de température. Étant donné que la plupart des capteurs basse tension WF Sensor utilisent une compensation de couplage croisé électrique à double puce, même les capteurs les plus basiques ont une compensation inhérente du décalage de température.
Tension de décalage :
Tension de sortie d'un capteur lorsque la différence de pression aux bornes du diaphragme est nulle. Pour les capteurs de pression absolue, la différence de pression à travers le diaphragme est nulle lorsque la pression absolue du capteur est nulle. Pour les capteurs de pression relative ou différentielle, la pression différentielle est nulle lorsque les deux côtés de la membrane sont sous la même pression.
Décalage du préchauffage :
Changement de tension de décalage de sortie pouvant se produire lorsqu'un capteur est alimenté pendant la première heure de fonctionnement. Tous les capteurs testent tous les capteurs basse tension pour ce paramètre. Étant donné que la plupart des entreprises utilisent une compensation de couplage croisé électrique à double puce pour leurs capteurs basse tension, même les capteurs les plus basiques disposent d'une compensation de décalage de préchauffage inhérente.
Plage de fonctionnement :
Plage de pression sur laquelle un capteur a été testé. Pour les capteurs dotés de sorties millivolts, cette plage peut généralement être étendue jusqu'à au moins deux fois la plage spécifiée avec une dégradation minimale des spécifications. Pour les capteurs de sortie amplifiés, la plage ne peut être étendue que de 10 % avant que la sortie ne soit « portée » à la limite de tension de sortie.
Portée de sortie :
Est la tension de sortie qui spécifie la plage de pression de fonctionnement. Pour les capteurs sans référence de tension interne, l'étendue est proportionnelle à la tension d'alimentation du capteur. Une modification de la tension d'alimentation du capteur entraînera une modification de la plage de sortie de la pression appliquée. L'étendue est la différence entre la tension de sortie et la tension de décalage à pleine échelle de pression.
SURPRESSION - MAXIMALE :
Pression maximale (mesurée) en mode normal qui peut être appliquée sans altérer les performances du capteur ni dépasser la précision des limites spécifiées. Cela s'appliquera à l'un ou l'autre port du capteur différentiel. Ceci est également appelé « pression d’épreuve ».
Calibrage de précision global :
Contrairement aux bandes d'erreur combinées du BSL, la référence obligatoire est unique à un capteur particulier. Il n’inclut pas les erreurs d’étalonnage de décalage et de sensibilité. Il inclut toutes les autres erreurs de décalage et d’étendue : température, répétabilité, stabilité, linéarité et décalage.
Précision globale – Interchangeable :
Bande d'erreur combinée relative aux caractéristiques de réponse d'un capteur idéal. Elle exclut les erreurs de stabilité, qui sont incluses dans l'erreur d'étalonnage spécifiée. Il inclut toutes les autres erreurs de décalage et de plage : étalonnage, température, répétabilité, linéarité et hystérésis.
Tension de tenue :
C'est la pression maximale qui peut être appliquée au capteur sans provoquer de modification de l'indice de performance.
Pression de référence :
La pression utilisée comme référence lors de la mesure de l’erreur du capteur.
Température de référence :
La température de référence utilisée pour mesurer l’erreur du capteur.
Répétabilité :
Bande d'erreur qui indique la capacité d'un capteur à reproduire un paramètre du signal de sortie (par exemple, décalage ou étendue) à une pression et une température spécifiées et à toute autre pression et température dans une plage spécifiée.
Sensibilité:
Le rapport entre la variation de la tension du signal de sortie et la variation correspondante de la pression d'entrée. La sensibilité est déterminée en calculant le rapport entre la plage et la plage de pression d'entrée spécifiée.
Calibrage de la sensibilité :
La bande d'erreur définie par l'erreur maximale de la sensibilité calibrée.
Gamme:
Différence arithmétique entre le signal de sortie du capteur mesuré à une pression de fonctionnement minimale et maximale spécifiée.
Erreur de plage :
Bande d'erreur en mode normal définie par l'écart maximal de la plage par rapport à sa valeur spécifiée. Il peut inclure la température d'étalonnage de la sensibilité, la linéarité, l'hystérésis, la répétabilité et les écarts de stabilité.
Répétabilité de la plage :
Une bande d'erreur indique la capacité d'un capteur à reproduire sa plage après une mesure à 25°C et une exposition à toute autre pression et température dans une plage spécifiée.
Coefficient de température d'étendue :
Bande d'erreur définie par l'écart maximal de l'étendue lorsque la température passe de 25 °C à toute autre température dans la plage spécifiée.
Stabilité de la portée :
La bande d'erreur indique la capacité du capteur à maintenir la tension de plage à n'importe quelle pression dans la plage spécifiée tandis que la température reste constante.
Stabilité:
Capacité d'un capteur de compteur à bande d'erreur à maintenir une valeur de paramètre de sortie (par exemple, décalage ou plage) à une entrée de température et de pression constante.
Tension d'alimentation :
La tension d'alimentation appliquée aux bornes d'entrée du capteur de pression.
Coefficient de température (TC) :
La bande d'erreur causée par l'écart maximum du capteur’s paramètre de sortie (par exemple, décalage ou plage) lorsque la température passe de 25 °C à toute autre température dans la plage spécifiée. Elle est généralement mesurée en (ppm/°C ou µV/V/°C).
Sortie compensée en température :
La sortie du capteur de pression est compensée pour les erreurs liées à la température, en particulier pour la dépendance à la température de l'étendue et du décalage.
Les paramètres de sortie du capteur de pression sont sensibles aux changements de température, et en particulier la réponse en pression (Span) et la sortie de pression différentielle nulle (Offset) présentent une dépendance à la température. Pour contrecarrer cette dépendance à la température, WF Sensors fournit des circuits internes pour les produits de capteurs qui compensent les variations de température de l'étendue et du décalage sur une plage de température spécifiée. Les sorties compensées en température sont disponibles en sorties analogiques (mV non amplifiées, 4V amplifiées) et numériques (SPI et I2C). Vide : Un vide parfait est l’absence de fluides gazeux.
Plage de vide :
La plage de pression absolue entre un vide parfait (0 psia) et une pression atmosphérique standard (14,697 psia).
Capteur de vide :
Un capteur calibré pour la mesure de pression dans la plage du vide. Il s'agit généralement d'un capteur absolu, mais parfois d'un capteur à jauge.
Erreur dans le pire des cas :
Bande d'erreur obtenue en ajoutant simplement toutes les erreurs applicables spécifiées pour le capteur.