壓力傳感器參考和應(yīng)用

　　測(cè)量兼容性

　　確保壓力傳感器和它的實(shí)際應(yīng)用之間的相容性是十分重要的。在進(jìn)行壓力傳感器選擇以前，應(yīng)考慮以下方面：（1）材料（2）化學(xué)物質(zhì)（3）濃度（4）溫度（5）暴露時(shí)間（6）暴露形式（7）故障準(zhǔn)則和（8）一般信息，例如應(yīng)用環(huán)境，器件保護(hù)和在這區(qū)域的其他設(shè)備器件。

　　在所有情況下，用戶應(yīng)對(duì)確保傳感器與測(cè)量介質(zhì)兼容性最終負(fù)責(zé)。

　　影響壓力傳感器性能的誤差

　　當(dāng)計(jì)算—壓力傳感器的總誤差時(shí)，應(yīng)使用下列定義的誤差。為決定你已選擇壓力傳感器特定誤差的程度，參見在這目錄中該傳感器的規(guī)格說(shuō)明。

　　注： 在特定用戶應(yīng)用中，有些標(biāo)稱的指標(biāo)可以減少或消除的，例如，如果一壓力傳感器用在規(guī)定溫度范圍的一半內(nèi)，那么溫度誤差可以減少一半，如果使用自動(dòng)調(diào)零技術(shù)，零點(diǎn)偏置和零飄誤差可以消除。

　　零點(diǎn)偏置是同時(shí)加在膜片兩側(cè)上的相同壓力時(shí)傳感器輸出。

　　量程是輸出端點(diǎn)之間的代數(shù)差。通常二端點(diǎn)是零和滿刻度。

　　零點(diǎn)溫度偏移是由溫度變化引起的零點(diǎn)變化。零點(diǎn)偏移不是可預(yù)測(cè)的誤差，因?yàn)槊恳粋€(gè)器件可以向上或向下偏移，溫度變化將引起整個(gè)輸出曲線沿電壓軸向上或向下偏移。（圖1）。

圖1零偏移誤差

　　靈敏度溫度偏移是由溫度變化引起的靈敏度變化，溫度變化將引起傳感器輸出曲線的斜率變化（圖2）。

圖2 靈敏度偏移誤差

　　線性誤差是在期望壓力范圍傳感器輸出曲線與一標(biāo)定直線的偏差，計(jì)算線性誤差的一個(gè)方法是最小二乘方，它從數(shù)學(xué)上提供對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)的最佳配合直線（ B.F.S.L）（圖3）。

圖3 最佳配合直線線性度

　　另一方法是末端基點(diǎn)線性度（T.B.L.）或端點(diǎn)線性度。T.B.L.由在輸出曲線上二端數(shù)據(jù)點(diǎn)之間畫一直線（L1）決定。接著從線L1 作一垂線至輸出曲線， 選擇相交數(shù)據(jù)點(diǎn)以達(dá)到垂線的最大長(zhǎng)度，垂線的長(zhǎng)度代表末端基點(diǎn)線性誤差（圖4）。

圖4 末端基點(diǎn)線性度

　　重復(fù)性誤差是在其他條件保持恒定情況下連續(xù)加上任何給定輸入壓力在輸出讀數(shù)中的偏差（圖5）。

圖5

　　遲滯誤差通常表達(dá)為機(jī)械遲滯和溫度遲滯的組合誤差。（圖6）。

圖6

　　機(jī)械遲滯：指輸出在某一個(gè)給定輸入壓力時(shí)（上升、下降不同過(guò)程）的誤差。

　　溫度遲滯是在一溫度循環(huán)以前和以后在確切輸入壓力下的輸出偏離。

　　比率變化量是指在其他條件保持恒定情況下傳感器輸出比例于電源電壓，比率變化量誤差是在這比率中的變化，通常表達(dá)為量程的百分值。

　　計(jì)算精度或總誤差

　　當(dāng)選擇一壓力傳感器時(shí)，總誤差影響是重要的，下列方法把個(gè)別誤差以及器件之間互換性誤差考慮之間。

　　計(jì)算總誤差的二個(gè)方法是：

　　均方根平方和（R.S.S.）及最大值，和最壞情況誤差。實(shí)際上，R.S.S.方法給出精確的最現(xiàn)實(shí)值，在最壞情況誤差方法情況下，一個(gè)壓力傳感器所有誤差都在最大情況的可能性是微乎其微的。

　　例：

　　一個(gè)應(yīng)用需要0-15psig，5℃ 至50℃ 溫度范圍和7VDC 電源，142PCI5G

　　步驟1 決定不同誤差率

　　參數(shù)

　　零點(diǎn)偏置

　　量程誤差

　　線性度

　　零點(diǎn)／滿量程飄移綜合

　　誤差（計(jì)算最大和最小應(yīng)用溫度，使用二個(gè)數(shù)字中較大一個(gè)）=0.5%

　　重復(fù)性＆遲滯：0.3%

　　1 年穩(wěn)定性：1.0%

　　比率誤差：1.0%

　　步驟2 計(jì)算總誤差

　　R.S.S.方法：取以上決定的和誤差平方總和的方根

　　R.S.S.最大誤差最大量程。

　　最壞情況誤差＝ 2.3％。

　　最壞情況誤差等于所有最大誤差的總和＝ 1.0+1.0+0.75+0.7+0.3+1.0+1.0.

　　最壞情況誤差＝ 5.57％絕對(duì)最量程。