Терминология датчика давления WF и основы
Оглавление
Абсолютное давление:
Давление измеряется относительно вакуума. Обычно выражается в абсолютных фунтах на квадратный дюйм (псии).
Датчик высотного давления:
Датчики давления воздуха, используемые для определения высоты по профилю барометрической высоты.
Автоссылка:
Метод, который устраняет ошибки путем отбора проб одного или нескольких эталонных давлений и последующей коррекции функции выходного сигнала.
Датчик атмосферного давления:
Датчик абсолютного давления, измеряющий местное давление окружающей среды.
Основной вывод:
Необработанный выходной сигнал датчиков давления, который не усиливается и не компенсируется калибровкой.
Лучшая прямая линия (BSL):
Наилучшая прямая линия выбирается таким образом, чтобы истинная кривая отклика датчика содержала три точки с одинаковым максимальным отклонением.
Давление разрыва:
Наилучшая прямая линия выбирается таким образом, чтобы истинная кривая отклика датчика содержала три точки с одинаковым максимальным отклонением.
Ошибка общего режима:
Ошибка, независимая от основной входной переменной (входного давления). Для датчиков WF все ошибки смещения являются синфазными ошибками.
Синфазное давление:
Давление, которое можно приложить к обеим сторонам диафрагмы одновременно.
Компенсированный выход:
Выходной сигнал датчиков давления компенсируется одним или несколькими рабочими параметрами, такими как смещение, диапазон, влияние температуры на смещение и диапазон, нелинейность, чувствительность к положению, линейность по направлению вперед-назад и смещение предварительного нагрева.
Компенсация рабочих параметров может быть достигнута путем проектирования или калибровки. Конструктивно могут быть реализованы различные компенсации, например, все продукты WF-Package по своей сути компенсируют ошибки линейной линейности и позиционной чувствительности. Некоторыми примерами параметров, которые компенсируются посредством калибровки, являются смещение, диапазон и влияние температуры на смещение и диапазон.
Дифференциальное давление:
Разница в давлении, измеренная между двумя источниками давления. Обычно выражается в фунтах на квадратный дюйм (фунты на квадратный дюйм). Когда один источник представляет собой идеальный вакуум, разница давлений называется абсолютным давлением. Когда одним источником является местная окружающая среда, давление называется избыточным давлением.
Датчик перепада давления:
Устройство, измеряющее разницу давлений между двумя источниками давления, подключенными через трубу к его входу.
ЦИФРОВОЙ ВЫХОД:
Выходные данные датчиков давления, выраженные как дискретная (квантованная) величина, обычно передаются с использованием стандартного интерфейса, такого как I2C или SPI. Преимущества цифровых выходных сигналов заключаются в прямом интерфейсе с главным микропроцессором (uP), улучшенной помехоустойчивостью и меньшим количеством компонентов.
Диапазон ошибок:
Отклонение отклика датчика от его BSL, определяемое линиями по обе стороны от его BSL, включая максимальное отклонение, измеренное для данного нормального режима или синфазной ошибки.
Полный масштаб:
Алгебраическая разница между конечными точками. Одна конечная точка — это фактическое напряжение смещения, а другая — верхний предел диапазона.
Полномасштабное смещение:
Смещение чувствительности выходного напряжения датчика к давлению в заданном диапазоне температур. Это соответствует температурному коэффициенту чувствительности. Характеристики этой передаточной кривой очень близки к уравнению второго порядка для базового пьезорезистивного чувствительного элемента.
Для устройств с милливольтовым выходом это компенсируется пассивным сопротивлением; для устройств с усиленным выходом он компенсируется ASIC с использованием кривой второго порядка, соответствующей данным, полученным каждым компонентом в заданном диапазоне давления и температуры. Характеристики этой передаточной кривой не меняются при любых других условиях.
Манометрическое давление:
Давление измерено относительно давления окружающей среды (фунты на квадратный дюйм).
Гистерезис давления:
Гистерезис давления измеряется как максимальная разница между выходными значениями при эталонных условиях до и после цикла давления.
Взаимозаменяемость:
Диапазон погрешности определяется максимальным отклонением сигнала при замене датчика любым другим датчиком того же типа с тем же входным давлением и диапазоном температур.
Линейность:
Максимальное отклонение измеренного выходного сигнала от «наилучшей прямой линии» при постоянной температуре (25°C), определяемое тремя точками (давление смещения, давление полной шкалы и половина давления полной шкалы), где Y = измеренное значение для каждого устройства.
Линейность, ошибка гистерезиса:
Ошибка реакции выходного напряжения на давление во всем диапазоне рабочих давлений относительно идеальной реакции выходного напряжения; отклонение выходного сигнала от характеристики передаточной кривой первого порядка на давление. Эта ошибка является функцией давления, а не температуры.
Эта ошибка рассчитывается путем измерения давления в трех точках давления; нулевое давление. Давление полной шкалы и давление половины полной шкалы рассчитывается на основе кривой «наилучшей прямой линии», подходящей к измеренным данным.
Минимальные/максимальные значения:
являются пределами гарантии спецификации. Эти пределы обычно находятся между пределами испытаний и пределами спецификации при использовании защитной ленты для 100% тестирования.
Наиболее вероятная ошибка:
Диапазон ошибок, полученный путем вычисления квадратного корня из суммы квадратов всех применимых ошибок, указанных для датчика.
Номинальная стоимость:
Это среднее значение характеристик продукта, изготовленного во время первого производственного цикла.
Ошибка нормального режима:
Это погрешность функции (обычно считающейся пропорциональной) основной входной переменной (входного давления). Для датчиков WF Sensors все ошибки диапазона являются ошибками нормального режима.
Калибровка смещения:
Диапазон погрешностей определяется максимальной погрешностью при калибровке напряжения смещения.
Ошибка диссонанса:
Диапазон синфазной погрешности определяется максимальным отклонением синфазного напряжения от заданного значения. Это может включать ошибки калибровки, температуры, повторяемости и стабильности.
Смещение долгосрочного дрейфа:
Изменение напряжения смещения, которое может произойти в течение определенного периода времени. Возможные причины этой характеристики пьезорезистивных датчиков давления исследуются на протяжении десятилетий. На сегодняшний день единая или основная причина не установлена.
Поскольку в большинстве датчиков низкого давления WF Sensors используется двухчиповая электрическая компенсация перекрестной связи, существует неотъемлемая компенсация долговременного дрейфа смещения. Тест переключения передач при прогреве датчиков WF обычно выявляет любые проблемы с долгосрочным смещением и отклоняется.
Чувствительность положения смещения:
Изменение напряжения смещения из-за изменения положения датчика. Датчики, используемые для измерения давления более 15 фунтов на квадратный дюйм, практически не имеют позиционной чувствительности. Поскольку диафрагма датчика имеет массу, а отношение массы к толщине диафрагмы увеличивается с уменьшением диапазона давления, чувствительность к положению увеличивается с уменьшением диапазона давления. Поскольку в большинстве низковольтных датчиков WF Sensor используется двухчиповая электрическая компенсация перекрестной связи, даже самые простые датчики имеют встроенную компенсацию чувствительности к смещению.
Повторяемость смещения:
Диапазон погрешности указывает на способность датчика воспроизводить напряжение смещения, измеренное при 25°C после воздействия любой другой температуры и давления в пределах указанного диапазона.
Стабильность смещения:
Способность датчика измерителя диапазона погрешности поддерживать напряжение смещения при постоянном давлении и температуре.
Температурный коэффициент регулировки:
Диапазон погрешности определяется как максимальное отклонение напряжения смещения при изменении температуры от 25°C до любой другой температуры в пределах указанного диапазона.
Смещение температуры:
Изменение выходного напряжения смещения в указанном температурном диапазоне. Для датчиков без усиления спецификация ограничивает тестирование тремя температурными точками; 25°C, максимальная температура, минимальная температура, а затем снова до 25°C. Для датчиков давления с усилением измеряется больше точек данных, и компенсация математически соответствует этим точкам.
Обычно не существует единого уравнения, характеризующего сдвиг температуры смещения. Поскольку в большинстве низковольтных датчиков WF Sensor используется двухчиповая электрическая компенсация перекрестной связи, даже самые простые датчики имеют встроенную компенсацию температурного смещения.
Смещение напряжения:
Выходное напряжение датчика, когда перепад давления на диафрагме равен нулю. Для датчиков абсолютного давления перепад давления на диафрагме равен нулю, когда абсолютное давление датчика равно нулю. Для датчиков избыточного или дифференциального давления дифференциальное давление равно нулю, когда обе стороны диафрагмы находятся под одинаковым давлением.
Смещение смещения предварительного нагрева:
Изменение выходного напряжения смещения, которое может произойти, когда на датчик подается питание в течение первого часа работы. Все датчики проверяют все датчики низкого напряжения по этому параметру. Поскольку большинство компаний используют двухчиповую электрическую компенсацию перекрестной связи для своих низковольтных датчиков, даже самые простые датчики имеют встроенную компенсацию смещения предварительного нагрева.
Рабочий диапазон:
Диапазон давления, в котором был протестирован датчик. Для датчиков с милливольтовым выходом этот диапазон обычно можно расширить как минимум вдвое по сравнению с указанным диапазоном с минимальным ухудшением технических характеристик. Для датчиков с усиленным выходом диапазон можно расширить только на 10 %, прежде чем выходной сигнал достигнет предела выходного напряжения.
Выходной диапазон:
Выходное напряжение, определяющее диапазон рабочего давления. Для датчиков без внутреннего опорного напряжения диапазон измерения пропорционален напряжению питания датчика. Изменение напряжения питания датчика приведет к изменению выходного диапазона приложенного давления. Диапазон представляет собой разницу между выходным напряжением и напряжением смещения при полном диапазоне давления.
ИЗБЫТОЧНОЕ ДАВЛЕНИЕ - МАКСИМАЛЬНОЕ:
Максимальное нормальное режимное (измеренное) давление, которое можно подать без изменения характеристик датчика или превышения точности указанных пределов. Это применимо к любому порту дифференциального датчика. Это также называется «доказательным давлением».
Общая точность калибровки:
В отличие от комбинированных диапазонов погрешностей BSL, обязательное эталонное значение уникально для конкретного датчика. Он не включает ошибки калибровки смещения и чувствительности. Он включает в себя все другие ошибки смещения и диапазона: температуру, повторяемость, стабильность, линейность и задержку.
Общая точность – взаимозаменяемые:
Комбинированный диапазон ошибок относительно характеристик отклика идеального датчика. Это исключает ошибки стабильности, которые входят в указанную погрешность калибровки. Сюда входят все остальные ошибки смещения и диапазона: калибровка, температура, повторяемость, линейность и гистерезис.
Выдерживаемое напряжение:
Максимальное давление, которое можно приложить к датчику, не вызывая каких-либо изменений в показателе производительности.
Эталонное давление:
Давление, используемое в качестве эталона при измерении погрешности датчика.
Эталонная температура:
Эталонная температура, используемая для измерения погрешности датчика.
Повторяемость:
Полоса погрешности, которая указывает на способность датчика воспроизводить параметр выходного сигнала (например, смещение или диапазон) при заданном давлении и температуре, а также при любом другом давлении и температуре в пределах указанного диапазона.
Чувствительность:
Отношение изменения напряжения выходного сигнала к соответствующему изменению входного давления. Чувствительность определяется путем расчета отношения диапазона к заданному диапазону входного давления.
Калибровка чувствительности:
Диапазон погрешностей определяется максимальной погрешностью калиброванной чувствительности.
Диапазон:
Арифметическая разница между выходным сигналом датчика, измеренным при заданном минимальном и максимальном рабочем давлении.
Ошибка диапазона:
Полоса погрешности нормального режима определяется максимальным отклонением диапазона от заданного значения. Он может включать в себя температуру калибровки чувствительности, линейность, гистерезис, повторяемость и отклонения стабильности.
Повторяемость диапазона:
Полоса погрешности указывает на способность датчика воспроизводить свой диапазон после измерения при 25°C и воздействия любого другого давления и температуры в пределах указанного диапазона.
Температурный коэффициент диапазона:
Диапазон погрешности определяется максимальным отклонением диапазона при изменении температуры от 25°C до любой другой температуры в указанном диапазоне.
Стабильность диапазона:
Полоса погрешности указывает на способность датчика поддерживать напряжение диапазона при любом давлении в пределах указанного диапазона, в то время как температура остается постоянной.
Стабильность:
Способность датчика измерителя диапазона погрешности поддерживать значение выходного параметра (например, смещение или диапазон) при постоянной входной температуре и давлении.
Напряжение питания:
Напряжение питания подается на входные клеммы датчика давления.
Температурный коэффициент (ТК):
Диапазон погрешности, вызванный максимальным отклонением выходного параметра датчика (например, смещения или диапазона) при изменении температуры от 25°C до любой другой температуры в пределах указанного диапазона. Обычно он измеряется в (ppm/°C или мкВ/В/°C).
Выход с температурной компенсацией:
Выходной сигнал датчика давления компенсируется погрешностями, зависящими от температуры, в частности температурной зависимостью диапазона и смещения.
Выходные параметры датчика давления чувствительны к изменениям температуры, и, в частности, реакция давления (диапазон) и выходной сигнал нулевого перепада давления (смещение) зависят от температуры. Чтобы противодействовать этой температурной зависимости, компания WF Sensors предоставляет внутренние схемы для сенсорных продуктов, которые компенсируют температурные изменения диапазона и смещения в заданном температурном диапазоне. Выходы с температурной компенсацией доступны в аналоговом (мВ без усиления, с усилением 4 В) и цифровом (SPI и I2C) выходах. Вакуум. Идеальный вакуум — это отсутствие газообразных жидкостей.
Диапазон вакуума:
Диапазон абсолютного давления между идеальным вакуумом (0 фунтов на квадратный дюйм) и стандартным атмосферным давлением (14,697 фунтов на квадратный дюйм).
Датчик вакуума:
Датчик, откалиброванный для измерения давления в диапазоне вакуума. Обычно это абсолютный датчик, но иногда это датчик манометра.
Ошибка в худшем случае:
Диапазон ошибок, полученный путем простого сложения всех применимых ошибок, указанных для датчика.