WF Basınç Sensörü Terminolojisi ve Temelleri
İçindekiler
Mutlak Basınç:
Basınç boşluğa göre ölçülür. Genellikle inç kare başına pound (psia) cinsinden ifade edilir.
Yükseklik Basınç Dönüştürücüsü:
Basınç yükseklik profilinden yüksekliği belirlemek için kullanılan hava basıncı sensörleri.
Otomatik referanslama:
Bir veya daha fazla referans basıncını örnekleyerek ve ardından çıkış sinyali fonksiyonunu düzelterek hataları ortadan kaldıran bir teknik.
Atmosfer Basıncı Dönüştürücü:
Yerel ortam basıncını ölçen mutlak basınç sensörü.
Temel Çıkış:
Kalibrasyonla güçlendirilmeyen veya telafi edilmeyen basınç sensörlerinin ham çıktısı.
En İyi Düz Çizgi (BSL):
En iyi düz çizgi, gerçek sensör tepki eğrisi eşit maksimum sapmaya sahip üç nokta içerecek şekilde seçilir.
Patlama Basıncı:
En iyi düz çizgi, gerçek sensör tepki eğrisi eşit maksimum sapmaya sahip üç nokta içerecek şekilde seçilir.
Ortak Mod Hatası:
Birincil giriş değişkeninden (giriş basıncı) bağımsız bir hata. WF Sensörleri için tüm ofset hataları ortak mod hatalarıdır.
Ortak Mod Basıncı:
Diyaframın her iki tarafına aynı anda uygulanabilen basınç.
Telafi Edilmiş Çıkış:
Ofset, açıklık, ofset ve açıklık üzerindeki sıcaklık etkileri, doğrusal olmama, konum hassasiyeti, önden arkaya doğrusallık ve ön ısıtma ofseti gibi bir veya daha fazla performans parametresi için telafi edilen bir basınç sensörünün çıkışı.
Performans parametrelerinin telafisi tasarım veya kalibrasyon yoluyla sağlanabilir. Tasarım yoluyla çeşitli telafiler gerçekleştirilebilir; örneğin, tüm WF Paketi ürünleri, önden arkaya doğrusallık ve konum hassasiyeti hatalarını doğası gereği telafi eder. Kalibrasyon yoluyla telafi edilen bazı parametrelere örnek olarak ofset, aralık ve sıcaklığın ofset ve aralık üzerindeki etkisi gösterilebilir.
Fark Basıncı:
İki basınç kaynağı arasında ölçülen basınç farkı. Genellikle inç kare başına pound farkı (psid) olarak ifade edilir. Kaynaklardan biri mükemmel bir vakum olduğunda, basınç farkına mutlak basınç denir. Kaynaklardan biri yerel ortam olduğunda, basınca gösterge basıncı adı verilir.
Diferansiyel Basınç Dönüştürücü:
Girişine bir boru aracılığıyla bağlanan iki basınç kaynağı arasındaki basınç farkını ölçen cihaz.
DİJİTAL ÇIKIŞ:
Ayrık (kuantize edilmiş) bir miktar olarak ifade edilen basınç sensörlerinin çıkışı, genellikle I2C veya SPI gibi standart bir arayüz kullanılarak iletilir. Dijital çıkış sinyallerinin faydaları, ana bilgisayar mikroişlemcisine (uP) doğrudan bir arayüz, geliştirilmiş gürültü bağışıklığı ve daha küçük bileşen sayısıdır.
Hata Bandı:
Belirli bir normal mod veya ortak mod hatası için ölçülen maksimum sapma dahil olmak üzere, BSL'nin her iki tarafındaki çizgilerle tanımlanan, bir sensörün tepkisinin BSL'sinden sapması.
Tam ölçek:
Uç noktalar arasındaki cebirsel fark. Bir uç nokta gerçek ofset voltajıdır ve diğer uç nokta aralığın üst sınırıdır.
Tam Ölçekli Ofset:
Sensör çıkış voltajı hassasiyetinin belirli bir sıcaklık aralığı üzerindeki basınca göre sapması. Bu sıcaklık hassasiyet katsayısına karşılık gelir. Bu transfer eğrisinin özellikleri, temel bir piezodirençli algılama elemanı için ikinci dereceden denkleme çok yakındır.
Milivolt çıkış cihazları için bu, pasif dirençle telafi edilir; güçlendirilmiş çıkış cihazları için, belirli bir basınç ve sıcaklık aralığında her bir bileşen tarafından elde edilen verilere uyan ikinci dereceden bir eğri kullanılarak ASIC telafisi yapılır. Bu transfer eğrisinin özellikleri başka hiçbir koşulda değişmez.
Gösterge Basıncı:
Basınç ortam basıncına (psig) göre ölçülür.
Basınç Histerisi:
Basınç histerezisi, bir basınç döngüsünden önce ve sonra referans koşullardaki çıkışlar arasındaki maksimum fark olarak ölçülür.
Değiştirilebilirlik:
Bir sensör, aynı basınç girişi ve sıcaklık aralığına sahip aynı tipteki başka bir dönüştürücüyle değiştirildiğinde maksimum sinyal sapması ile tanımlanan hata bandı.
Doğrusallık:
Sabit sıcaklıkta (25°C) ölçülen çıktının "en iyi düz çizgiden" maksimum sapması, üç nokta (önyargı basıncı, tam ölçekli basınç ve yarım tam ölçekli basınç) ile belirlenir; burada Y = cihaz başına ölçülen değer.
Doğrusallık, Histerezis Hatası:
İdeal çıkış voltajı yanıtına göre tüm çalışma basıncı aralığı boyunca çıkış voltajının basınca yanıtındaki hata; çıkış sinyalinin birinci dereceden transfer eğrisinin basınca tepkisinden sapması. Bu hata sıcaklıktan ziyade basıncın bir fonksiyonudur.
Bu hata, üç basınç noktasındaki basınç ölçülerek hesaplanır; sıfır basınç. Tam ölçekli basınç ve yarım tam ölçekli basınç, ölçülen verilere uyan "en iyi düz çizgi" eğrisinden hesaplanır.
Minimum/Maksimum Değerler:
spesifikasyon garanti limitleridir. Bu sınırlar genellikle 0 test için koruyucu bant kullanılan test sınırları ile spesifikasyon sınırları arasındadır.
En Olası Hata:
Sensör için belirlenen tüm uygulanabilir hataların karelerinin toplamının karekökü hesaplanarak elde edilen hata bandı.
Nominal değer:
Bir ürünün ilk üretim çalışması sırasında üretilen özelliklerinin ortalamasıdır.
Normal Mod Hatası:
Ana giriş değişkeninin (giriş basıncı) fonksiyonunun (genellikle orantılı olduğu varsayılır) hatasıdır. WF Sensors sensörleri için tüm aralık hataları normal mod hatalarıdır.
Ofset Kalibrasyonu:
Ofset voltajının kalibrasyonunda maksimum hata ile tanımlanan hata bandı.
Uyumsuzluk Hatası:
Faz dışı voltajın belirtilen değerden maksimum sapması ile tanımlanan ortak mod hata bandı. Kalibrasyon, sıcaklık, tekrarlanabilirlik ve stabilite hatalarını içerebilir.
Uzun Vadeli Kaymayı Dengeleme:
Belirli bir süre boyunca ofset voltajında meydana gelebilecek değişiklik. Piezo dirençli basınç sensörlerinin bu özelliğinin olası nedenleri onlarca yıldır araştırılmaktadır. Bugüne kadar tek veya birincil bir neden belirlenmemiştir.
Çoğu WF Sensörü düşük basınç sensörü çift çipli elektrikli çapraz bağlantı telafisi kullandığından, ofsetteki uzun vadeli sapmanın doğal bir telafisi vardır. Ürün WF Sensörleri ısınma vites testi, genellikle uzun vadeli kayma sorunlarını tespit edecek ve reddedilecektir.
Ofset konumu hassasiyeti:
Sensör pozisyonundaki değişiklik nedeniyle ofset voltajındaki değişiklik. 15 psi'nin üzerindeki basınçları ölçmek için kullanılan sensörlerin konumsal hassasiyeti çok azdır veya hiç yoktur. Sensörün diyaframının kütlesi olduğundan ve basınç aralığı azaldıkça kütlenin diyafram kalınlığına oranı arttığından, basınç aralığı azaldıkça konuma hassasiyet artar. WF Sensörü alçak gerilim sensörlerinin çoğu çift çipli elektrikli çapraz bağlantı telafisi kullandığından, en temel sensörlerde bile dahili ofset konumu hassasiyeti telafisi bulunur.
Ofset Tekrarlanabilirliği:
Hata bandı, bir sensörün belirli bir aralıktaki herhangi başka bir sıcaklık ve basınca maruz kaldıktan sonra 25°C'de ölçülen bir ofset voltajını yeniden üretme yeteneğini gösterir.
Ofset Kararlılığı:
Bir hata bant ölçer sensörünün sabit bir basınç ve sıcaklıkta bir ofset voltajını koruma yeteneği.
Sıcaklık Ayar Katsayısı:
Hata bandı, sıcaklık 25°C'den belirtilen aralıktaki herhangi bir başka sıcaklığa değiştiğinde ofset voltajının maksimum sapması olarak tanımlanır.
Ofset Sıcaklık Ofseti:
Belirtilen sıcaklık aralığı üzerinde çıkış ofset voltajındaki değişiklik. Güçlendirilmemiş sensörler için spesifikasyon, testi üç sıcaklık noktasıyla sınırlandırır; 25°C, maksimum sıcaklık, minimum sıcaklık ve ardından 25°C'ye geri dönün. Güçlendirilmiş basınç sensörleri için daha fazla veri noktası ölçülür ve telafi, veri noktaları için matematiksel olarak uygundur.
Ofset sıcaklık değişimini karakterize edecek tutarlı bir denklem genellikle yoktur. Çoğu WF Sensörü düşük voltaj sensörü çift çipli elektrikli çapraz bağlantı telafisi kullandığından, en temel sensörlerde bile doğal ofset sıcaklık ofset telafisi bulunur.
Ofset Gerilimi:
Diyaframdaki basınç farkı sıfır olduğunda sensörün çıkış voltajı. Mutlak basınç sensörleri için, sensörün mutlak basıncı sıfır olduğunda diyafram boyunca basınç farkı sıfırdır. Gösterge veya fark basınç sensörleri için, diyaframın her iki tarafı da aynı basınç altında olduğunda fark basıncı sıfırdır.
Ofset Ön Isıtma Geçişi:
Çalışmanın ilk saatinde bir sensöre enerji verildiğinde çıkış ofset geriliminde meydana gelebilecek değişiklik. Tüm sensörler tüm alçak gerilim sensörlerini bu parametre açısından test eder. Çoğu şirket, düşük voltaj sensörleri için çift çipli elektrikli çapraz bağlantı telafisi kullandığından, en temel sensörlerin bile doğası gereği dengeleme ön ısıtma dengeleme dengelemesi vardır.
Çalışma Aralığı:
Bir sensörün test edildiği basınç aralığı. Milivolt çıkışlı sensörler için bu aralık genellikle spesifikasyonda minimum bozulmayla belirtilen aralığın en az iki katına kadar genişletilebilir. Güçlendirilmiş çıkış sensörleri için, çıkış, çıkış voltajı sınırına "raylanmadan" önce aralık yalnızca oranında genişletilebilir.
Çıkış Aralığı:
Çalışma basıncı aralığını belirten çıkış voltajıdır. Dahili voltaj referansı olmayan sensörler için aralık, sensör besleme voltajıyla orantılıdır. Sensör besleme voltajındaki bir değişiklik, uygulanan basıncın çıkış aralığında bir değişikliğe neden olacaktır. Açıklık, tam ölçekli basınçta çıkış voltajı ile ofset voltajı arasındaki farktır.
AŞIRI BASINÇ - MAKSİMUM:
Sensörün performansını değiştirmeden veya belirtilen sınırların doğruluğunu aşmadan uygulanabilecek maksimum normal mod (ölçülen) basınç. Bu, diferansiyel sensörünün her iki portu için de geçerli olacaktır. Buna aynı zamanda “kanıt baskısı” da denir.
Genel doğruluk kalibrasyonu:
BSL'nin birleşik hata bantlarının aksine zorunlu referans belirli bir sensöre özgüdür. Ofset ve hassasiyet kalibrasyon hatalarını içermez. Diğer tüm ofset ve yayılma hatalarını içerir: sıcaklık, tekrarlanabilirlik, kararlılık, doğrusallık ve gecikme.
Genel Doğruluk - Değiştirilebilir:
İdeal bir sensörün tepki özelliklerine göre birleşik hata bandı. Belirtilen kalibrasyon hatasına dahil olan kararlılık hatalarını hariç tutar. Diğer tüm ofset ve aralık hatalarını içerir: kalibrasyon, sıcaklık, tekrarlanabilirlik, doğrusallık ve histerezis.
Dayanım Gerilimi:
Performans endeksinde herhangi bir değişikliğe neden olmadan sensöre uygulanabilecek maksimum basınçtır.
Referans Basıncı:
Sensör hatasını ölçerken referans olarak kullanılan basınç.
Referans Sıcaklığı:
Sensör hatasını ölçmek için kullanılan referans sıcaklığı.
Tekrarlanabilirlik:
Bir sensörün belirli bir basınç ve sıcaklıkta ve belirli bir aralık dahilindeki herhangi bir başka basınç ve sıcaklıkta bir çıkış sinyali parametresini (örneğin ofset veya aralık) yeniden üretme yeteneğini gösteren bir hata bandı.
Hassasiyet:
Çıkış sinyali voltajındaki değişimin giriş basıncındaki karşılık gelen değişime oranı. Hassasiyet, aralığın belirtilen giriş basıncı aralığına oranı hesaplanarak belirlenir.
Hassasiyet Kalibrasyonu:
Kalibre edilmiş hassasiyetin maksimum hatasıyla tanımlanan hata bandı.
Menzil:
Belirtilen minimum ve maksimum çalışma basıncında ölçülen sensör çıkış sinyali arasındaki aritmetik fark.
Aralık Hatası:
Aralığın belirtilen değerinden maksimum sapması ile tanımlanan normal mod hatası bandı. Hassasiyet kalibrasyon sıcaklığı, doğrusallık, histerezis, tekrarlanabilirlik ve kararlılık sapmalarını içerebilir.
Aralık Tekrarlanabilirliği:
Hata bandı, bir sensörün 25°C'de ölçüm yapıldıktan ve belirli bir aralık dahilinde herhangi bir başka basınç ve sıcaklığa maruz kaldıktan sonra aralığını yeniden üretme yeteneğini gösterir.
Açıklık Sıcaklık Katsayısı:
Hata bandı, sıcaklık 25°C'den belirtilen aralıktaki herhangi bir sıcaklığa değiştikçe aralığın maksimum sapması ile tanımlanır.
Menzil Kararlılığı:
Hata bandı, sensörün sıcaklık sabit kalırken aralık voltajını belirtilen aralık dahilindeki herhangi bir basınçta tutma yeteneğini gösterir.
Kararlılık:
Bir hata bant ölçer sensörünün sabit bir sıcaklık ve basınç girişinde bir çıkış parametresi değerini (örneğin ofset veya aralık) koruma yeteneği.
Besleme Gerilimi:
Basınç sensörünün giriş terminallerine uygulanan besleme voltajı.
Sıcaklık Katsayısı (TC):
Sıcaklık 25°C'den belirtilen aralık dahilindeki herhangi bir sıcaklığa değiştiğinde sensörün çıkış parametresindeki (örneğin ofset veya aralık) maksimum sapmanın neden olduğu hata bandı. Genellikle (ppm/°C veya µV/V/°C) cinsinden ölçülür.
Sıcaklık telafili çıkış:
Basınç sensörünün çıkışı, sıcaklığa bağlı hatalar, özellikle de aralık ve ofsetin sıcaklığa bağımlılığı için telafi edilir.
Basınç sensörü çıkış parametreleri sıcaklık değişimlerine karşı duyarlıdır ve özellikle basınç tepkisi (Span) ve sıfır diferansiyel basınç çıkışı (Offset), sıcaklığa bağlılık gösterir. Bu sıcaklık bağımlılığını ortadan kaldırmak için WF Sensörleri, belirli bir sıcaklık aralığında Açıklık ve Dengedeki sıcaklık değişimlerini telafi eden sensör ürünleri için dahili devre sağlar. Sıcaklık telafili çıkışlar analog (yükseltilmemiş mV, güçlendirilmiş 4V) ve dijital (SPI ve I2C) çıkışlarda mevcuttur. Vakum: Mükemmel bir vakum, gaz halindeki sıvıların olmamasıdır.
Vakum Aralığı:
Mükemmel bir vakum (0 psia) ile standart atmosferik basınç (14,697 psia) arasındaki mutlak basınç aralığı.
Vakum Sensörü:
Vakum aralığında basınç ölçümü için kalibre edilmiş bir sensör. Bu genellikle mutlak bir sensördür, ancak bazen bir gösterge sensörüdür.
En kötü durum hatası:
Sensör için belirtilen tüm geçerli hataların basitçe eklenmesiyle elde edilen hata bandı.