No linealidad de los sensores de presión

Además de la "deriva de temperatura", un sensor de alta precisión necesita investigar mucho más que eso, y la no linealidad es uno de los indicadores de rendimiento importantes.

¿Por qué debería preocuparse por la no linealidad de los sensores de presión? El sensor de presión es el componente central del transmisor de presión. En la actualidad, el comúnmente utilizadosensor de presiónes el sensor de presión piezoresistiva, y su señal de salida tiene una gran no linealidad, lo que afectará directamente el rendimiento y la precisión de la medición del transmisor de presión.

Entonces, ¿cuál es la no linealidad del sensor? Por definición, la no linealidad del sensor significa que a medida que cambia la presión, la salida del sensor de presión presenta una curva característica. El porcentaje entre la desviación máxima de esta curva y la línea de ajuste y la salida a gran escala del sensor se llama no linealidad. El tamaño de este porcentaje determina la no linealidad del sensor. En una comprensión simple e intuitiva, significa que el grado de desviación entre la curva característica de salida y la línea recta de ajuste no es lineal.

¿Por qué los sensores de presión tienen problemas no lineales? El sensor de presión piezoresistiva del circuito de medición de puente comúnmente utilizado (puente de whiston), como se muestra en la figura a continuación,

En el estado inicial, los valores de resistencia de los cuatro brazos del puente siguen siendo los mismos. Cuando actúa la fuerza externa de entrada, el estado equilibrado de la resistencia del brazo del puente se romperá. En este momento, aparecerá una diferencia potencial en el terminal de salida. El cambio relativo de la resistencia del brazo del puente está en una cierta proporción, y el cambio relativo de la resistencia del brazo del puente determina la no linealidad del sensor.

Y cada sensor de presión piezoresistiva adopta algunos procesos especiales en el proceso de fabricación, como el envejecimiento, el choque de presión, la soldadura, etc., que tendrán diferentes grados de influencia en el rendimiento del sensor. Además, en el proceso de producción real del chip de silicio difuso, 4 es difícil mantener el valor de resistencia de cada brazo del puente absolutamente consistente, por lo que cada sensor tiene una no linealidad nominal.

Dado que la no linealidad es tan importante, ¿cómo calcular el valor no lineal del sensor? En primer lugar, deje que el sensor presurice el sensor de presión bajo el entorno de temperatura especificado, agregue de cero a escala completa, reduzca la presión después de que la presión sea estable y vuelva a cero. Luego, en el rango completo, incluidos los límites superiores e inferiores de la medición del sensor, seleccione de 6 a 11 puntos de prueba distribuidos uniformemente para las pruebas y repita la prueba del ciclo de calibración de aumento y caída tres o más veces.