Каталог
Оценка линейности датчика давления является очень важной и распространенной задачей, поскольку она напрямую влияет на точность измерения датчика.
1. Что такое линейность?
Линейность, также называемая ошибкой нелинейности, относится к максимальному отклонению между фактической выходной характеристической кривой датчика давления (зависимость между выходным сигналом и входным давлением) и идеальной прямой линией (подогнанной линией). Это отклонение обычно выражается в процентах от полномасштабного выходного сигнала (FSO, Full Scale Output).
Проще говоря, идеальный выходной сигнал датчика давления должен быть идеально пропорционален входному давлению, образуя прямую линию. Однако на самом деле из-за производственных процессов, свойств материалов и других факторов фактическая кривая каждого датчика демонстрирует небольшие колебания. Линейность — это показатель, который измеряет, насколько «прямой» является фактическая кривая.
2. Ключевые шаги для расчета линейности
1). Получить данные калибровки
Это основа для оценки линейности. Вам необходимо записать выходной сигнал датчика в серии известных, равномерно распределенных точек давления (обычно включая нулевую точку и точку полной шкалы, а также как минимум 3–5 промежуточных точек). Эти данные часто предоставляет производитель датчика (в паспорте продукта), либо вы можете собрать их самостоятельно, используя высокоточное калибровочное оборудование.
2). Определите «подогнанную линию»
Для расчета линейности требуется ориентир — «подогнанная линия». Способ рисования этой линии варьируется, и выбранный метод напрямую влияет на показатель линейности. При интерпретации линейности первая задача — подтвердить, какой метод аппроксимации использовался в таблице данных или отчете.
Общие методы включают в себя:
Конечная точка линии: Нарисуйте прямую линию между нулевой точкой (давление 0 %) и точкой полной шкалы (давление 100 %). Это самый распространенный и простой метод.
Метод наилучшего соответствия прямой линии (BFSL) или метод наименьших квадратов: используйте математические методы, чтобы найти линию, которая минимизирует сумму квадратов отклонений между линией и всеми фактическими точками данных. Обычно это дает меньшую ошибку линейности, чем метод конечной точки.
Метод с нулевой базой: Проведите подобранную линию через ноль, затем отрегулируйте ее наклон, чтобы минимизировать максимальное отклонение.
Важное примечание: Показатели линейности, полученные с помощью различных методов подгонки, напрямую не сопоставимы! Например, датчик, линейность которого задана как ±1,0% полной шкалы по методу конечной точки, может работать так же, как и датчик, заданный как ±0,5% полной шкалы по методу наилучшего соответствия. Таким образом, вы должны иметь четкое представление об эталонном методе.
3). Вычислить максимальное отклонение. Определить «подогнанную линию».
На основе выбранной подобранной линии вычислите в каждой точке калибровки разницу между фактической выходной мощностью и теоретическим значением на подобранной линии:
Отклонение = Фактический выход — Значение подобранной линии
Найдите наибольшее абсолютное отклонение среди всех точек — это максимальное отклонение (Δmax).
4). Вычислить ошибку линейности
Разделите максимальное отклонение на полномасштабный выходной сигнал датчика (FSO) и выразите его в процентах:
Ошибка линейности (%) = (|Δmax| / FSO) × 100%
Где FSO = V_max − V_min.
3. Как интерпретировать показатели линейности в таблице данных?
Проверьте значение: Чем меньше цифра, тем лучше линейность и выше точность датчика. Например, ±0,1% полной шкалы намного лучше, чем ±1,0% полной шкалы.
Проверьте агрегат: Убедитесь, что это %FS (процент от полной шкалы). Это стандартная единица. Иногда вы можете увидеть %Reading (процент чтения), который более строгий на нижнем уровне — будьте осторожны, чтобы различать эти два значения.
Проверьте условия: Обратите внимание на температуру и другие условия, при которых была указана линейность (обычно комнатная температура, 25°C). Изменения температуры могут существенно повлиять на линейность.
Проверьте метод (самое важное!): Всегда проверяйте, какой метод подгонки использовался для расчета линейности.
Линейность и характеристики наклона превосходны
Заключение
Линейность измеряет, насколько точно выходной сигнал датчика давления соответствует идеальной прямой линии и выражается как максимальное отклонение относительно полномасштабного выходного сигнала (FSO). Для его оценки вы собираете калибровочные точки, выбираете метод подгонки (конечная точка, BFSL или отсчет от нуля), вычисляете максимальное отклонение Δmax и конвертируете его в процент от FSO. Прежде чем сравнивать датчики, всегда проверяйте устройство, температурные условия и способ установки, указанные в паспорте.
Вышеупомянутое введение лишь поверхностно коснулось области применения технологии датчиков давления. Мы продолжим изучать различные типы сенсорных элементов, используемых в различных продуктах, их работу, их преимущества и недостатки. Если вам нужна более подробная информация о том, что здесь обсуждается, вы можете просмотреть соответствующий контент далее в этом руководстве. Если у вас мало времени, вы также можете нажать здесь, чтобы загрузить подробную информацию об этом руководстве. Данные датчика давления воздуха PDF.
Для получения дополнительной информации о других сенсорных технологиях, пожалуйста, Посетите нашу страницу датчиков.