За мерење различитих физичких величина користимо различите системе и типове опреме. Тачност мерења зависи од различитих фактора. Опрема која се користи за мерења може изгубити своју прецизност када се користи на вишим температурама, високим температурама влаге или влаге, подвргава се деградацији, подвргава се спољним ударцима итд ... То се може посматрати као грешка у мерењу. Да би се решила ова грешка и извршиле неопходне промене у методама калибрације опреме, користе се. Данас се сензори користе за вршење различитих мерења. Постоје сензори за мерење температуре, боје, влажности итд. Калибрација сензора игра пресудну улогу у уклањању грешака у мерењима сензора.
Шта је калибрација сензора?
Сензори су електронски уређаји. Осетљиви су на промене у свом радном окружењу. Нежељене и нагле промене у радном окружењу сензора дају нежељене излазне вредности. Стога се очекивани излаз разликује од измереног. Ово поређење између очекиваног и измереног излаза назива се калибрација сензора.
Калибрација сензора игра пресудну улогу у повећању перформанси сензора. Користи се за мерење структурних грешака изазваних сензорима. Разлика између очекиване вредности и измерене вредности сензора позната је као структурна грешка.
Принцип рада
Калибрација сензора помаже у побољшању перформанси и тачности сензора. Постоје два добро позната процеса у којима калибрацију сензора обавља индустрија. У првом методу компаније додају интерни поступак калибрације у своју производну јединицу како би извршиле појединачну калибрацију сензора. Овде компанија такође додаје потребан хардвер у свој дизајн за корекцију излаза сензора. Овим поступком се калибрација сензора може променити тако да одговара захтевима специфичним за примену. Али овај процес повећава време за излазак на тржиште.
Алтернатива овом интерном процесу калибрације, неколико производних компанија нуди пакете сензора висококвалитетном аутомобилском квалитетом МЕМС сензор заједно са комплетном калибрацијом на нивоу система. У овај процес компаније укључују уграђене дигиталне склопове и софтвер који помажу дизајнерима да побољшају функционалност и перформансе сензора. Да би се смањило време дизајна производа и број компонената, укључени су дигитални склопови као што су регулација напона и технике филтрирања аналогних сигнала. Да би се побољшале укупне перформансе и функционалност, уграђени процесор је опремљен софистицираним алгоритмима за фузију сензора. Неки од софистицираних алгоритама за обраду сигнала на броду такође помажу у смањењу времена производње омогућавајући брже излазак на тржиште.
Стандардна референтна метода
Овде се излаз сензора упоређује са стандардном физичком референцом како би се знала грешка у неким сензорима. Примери калибрације сензора су лењири и мерни штапићи, За температурне сензоре - Врела вода на 100Ц, Трострука тачка воде, За акцелерометре - „гравитација је константна 1Г на површини земље“.
Методе калибрације
Постоје три стандардне методе калибрације које се користе за сензоре. Су-
- Калибрација у једној тачки.
- Калибрација у две тачке.
- Уградња криве у више тачака.
Пре познавања ових метода морамо знати концепт карактеристичне криве. Сваки сензор има карактеристичну криву која показује одговор сензора на задату улазну вредност. У процесу калибрације ова карактеристична крива сензора се упоређује са њеним идеалним линеарним одзивом.
Неки од израза који се користе са карактеристичном кривом су-
- Помак - Ова вриједност нам говори да ли је излаз сензора већи или мањи од идеалног линеарног одзива.
- Осетљивост или нагиб - Ово даје брзину промене излаза сензора. Разлика у нагибу показује да се излаз сензора мења различитом брзином од идеалне реакције.
- Линеарност - Немају сви сензори линеарну карактеристичну криву у датом опсегу мерења.
Калибрација у једној тачки користи се за исправљање грешака померања сензора када је потребно тачно мерење само једног нивоа, а сензор је линеаран. Сензори температуре су обично калибрисани у једној тачки.
Калибрација у једној тачки
Калибрација у две тачке користи се за исправљање грешака и нагиба и померања. Ова калибрација се користи у случајевима када сензор знамо да је излаз сензора разумно линеаран у опсегу мерења. Овде су потребне две референтне вредности - референца Висока, референца Ниска.
Калибрација у две тачке
Прилагођавање криве у више тачака користи се за сензоре који нису линеарни у опсегу мерења и којима је потребно извесно прилагођавање кривине да би се добила тачна мерења. Прилагођавање кривине у више тачака обично се ради за термопарове када се користе у изузетно врућим или изузетно хладним условима.
За све горе наведене поступке калибрације цртају се карактеристичне криве сензора и упоређују се са линеарним одзивом и грешком.
Примене калибрације сензора
Калибрација сензора на једноставан начин може се дефинисати као поређење између жељеног излаза и измереног излаза. Те грешке могу бити узроковане из различитих разлога. Неке од грешака које се примећују на сензорима су грешке због неправилне референце нуле, грешке због померања у опсегу сензора, грешке због механичких оштећења итд. Калибрација није слична подешавању.
Процес калибрације укључује стављање ДУТ-‘Уређаја под тест ’у конфигурације чији су инерцијални улазни стимулуси за сензор познати, што нам помаже да утврдимо стварне грешке у мерењима.
Процес калибрације помаже нам да одредимо следеће резултате-
- На ДУТ-у није забележена грешка.
- Уочена је грешка и није извршено прилагођавање.
- Прилагођавање се врши ради уклањања грешке и грешка се исправља на жељени ниво.
За калибрацију сензора користе се модели сензора. У системима управљања примењује се калибрација сензора за надгледање и прилагођавање процеса управљања. Аутоматски системи такође примењују калибрацију сензора да би добили резултате без грешака.
Коришћење калибрације сензора
Процес калибрације користи се за повећање перформанси и функционалности система. Помаже у смањењу грешака у систему. Калибрисани сензор даје тачне резултате и може се користити као референтно очитавање за поређење.
Са порастом уграђене технологије и малом величином сензора, многи сензори су интегрисани у један чип. Неоткривене грешке на једном сензору могу проузроковати деградацију целог система. Важно је калибрирати сензор да бисте добили тачне перформансе аутоматизованих система. Које су стандардне референце које се користе за калибрацију сензори температуре ?
