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圧力センサーの直線性の判断は、センサーの測定精度に直接影響するため、非常に重要かつ一般的な作業です。
1. 直線性とは何ですか?
非直線性誤差とも呼ばれる直線性は、圧力センサーの実際の出力特性曲線 (出力信号と入力圧力の関係) と理想的な直線 (適合線) との間の最大偏差を指します。この偏差は通常、フルスケール出力 (FSO、フルスケール出力) のパーセンテージとして表されます。
簡単に言うと、理想的な圧力センサーの出力は入力圧力に完全に比例し、直線を形成する必要があります。ただし、実際には、製造プロセス、材料特性、その他の要因により、各センサーの実際の曲線はわずかな変動を示します。直線性は、実際の曲線がどの程度「直線」であるかを測定する指標です。
2. 直線性を計算するための主要な手順
1)。校正データの取得
これが直線性を判断する基準となります。一連の既知の均等に分布した圧力点 (通常、ゼロ点とフルスケール点、および少なくとも 3 ～ 5 つの中間点を含む) でセンサーの出力を記録する必要があります。これらのデータは多くの場合、センサーのメーカーから (製品データシートで) 提供されるか、高精度の校正機器を使用して自分で収集することもできます。
2)。 「適合線」を決定する
直線性の計算には基準、つまり「適合線」が必要です。この線の引き方はさまざまで、選択した方法は直線性の数値に直接影響します。直線性を解釈するときの最初の作業は、データシートまたはレポートでどのフィッティング方法が使用されているかを確認することです。
一般的な方法には次のようなものがあります。
エンドポイントライン：ゼロ点（圧力0％）とフルスケール点（圧力100％）の間に直線を描きます。これは最も一般的で簡単な方法です。
最適直線 (BFSL) または最小二乗法: 数学を使用して、ラインとすべての実際のデータ ポイントの間の偏差の二乗の合計を最小にするラインを見つけます。これにより、通常、エンドポイント法よりも直線性誤差が小さくなります。
ゼロベースの方法: フィットした線をゼロに強制的に通過させ、最大偏差を最小限に抑えるためにその傾きを調整します。
重要な注意事項: 異なるフィッティング方法を使用して得られた直線性の数値は直接比較できません。たとえば、エンドポイント法で直線性 ±1.0%FS として指定されたセンサーは、ベストフィット法で直線性 ±0.5%FS として指定されたセンサーと同様に動作する可能性があります。したがって、参照方法について明確にする必要があります。
3)。最大偏差を計算します。 「近似直線」を決定します。
選択した近似直線に基づいて、各キャリブレーション ポイントで実際の出力と近似直線上の理論値の差を計算します。
偏差=実際の出力 - 適合ライン値
すべての点の中で最大の絶対偏差を見つけます。つまり、最大偏差 (Δmax) です。
4)。直線性誤差を計算する
最大偏差をセンサーのフルスケール出力 (FSO) で割って、パーセントで表します。
直線性誤差 (%) = (|Δmax| / FSO) × 100%
ここで、FSO = V_max − V_min。
3. データシートの直線性の数値をどのように解釈すればよいですか?
値を確認します。 数値が小さいほど直線性が良く、センサー精度が高くなります。たとえば、±0.1%FS は ±1.0%FS よりもはるかに優れています。
単位を確認してください: %FS (フルスケールのパーセント) であることを確認してください。それが標準ユニットです。場合によっては、下限になるほど厳密な %Reading (読み取り値の割合) が表示されることがあります。この 2 つを区別するように注意してください。
条件を確認してください: 直線性が指定された温度およびその他の条件に注意してください (通常は室温、25°C)。温度変化は直線性に大きな影響を与える可能性があります。
メソッドを確認してください (最も重要です!): 線形性の計算にどの近似線法が使用されたかを常に確認してください。
直線性と勾配のパフォーマンスは優れています
結論
直線性は、圧力センサーの出力が理想的な直線にどれだけ近似しているかを測定し、フルスケール出力 (FSO) に対する最大偏差として表されます。それを評価するには、キャリブレーション ポイントを収集し、近似線法 (終点、BFSL、またはゼロベース) を選択し、最大偏差 Δmax を計算し、それを FSO のパーセンテージに変換します。センサーを比較する前に、必ずデータシートの単位、温度条件、取り付け方法を確認してください。
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