ఒత్తిడి సెన్సార్ యొక్క లోపం

సహేతుకమైన లోపం పరిహారంప్రెజర్ సెన్సార్లువారి అనువర్తనానికి కీలకం. ప్రెజర్ సెన్సార్లు ప్రధానంగా సున్నితత్వ లోపం, ఆఫ్‌సెట్ లోపం, హిస్టెరిసిస్ లోపం మరియు సరళ లోపం కలిగి ఉంటాయి. ఈ వ్యాసం ఈ నాలుగు లోపాల యొక్క యంత్రాంగాలను మరియు పరీక్ష ఫలితాలపై వాటి ప్రభావాన్ని పరిచయం చేస్తుంది. అదే సమయంలో, కొలత ఖచ్చితత్వాన్ని మెరుగుపరచడానికి ఇది పీడన క్రమాంకనం పద్ధతులు మరియు అనువర్తన ఉదాహరణలను పరిచయం చేస్తుంది.

ప్రస్తుతం, మార్కెట్లో అనేక రకాల సెన్సార్లు ఉన్నాయి, ఇది డిజైన్ ఇంజనీర్లను సిస్టమ్‌కు అవసరమైన ప్రెజర్ సెన్సార్లను ఎంచుకోవడానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ సెన్సార్లలో ఆన్-చిప్ సర్క్యూట్లతో అత్యంత ప్రాథమిక ట్రాన్స్ఫార్మర్లు మరియు మరింత సంక్లిష్టమైన హై ఇంటిగ్రేషన్ సెన్సార్లు ఉన్నాయి. ఈ తేడాల కారణంగా, డిజైన్ ఇంజనీర్లు ప్రెజర్ సెన్సార్లలో కొలత లోపాలను భర్తీ చేయడానికి ప్రయత్నించాలి, ఇది సెన్సార్లు డిజైన్ మరియు అప్లికేషన్ అవసరాలను తీర్చడానికి ఒక ముఖ్యమైన దశ. కొన్ని సందర్భాల్లో, పరిహారం అనువర్తనాల్లో సెన్సార్ల మొత్తం పనితీరును కూడా మెరుగుపరుస్తుంది.

ఈ వ్యాసంలో చర్చించిన భావనలు మూడు వర్గాలను కలిగి ఉన్న వివిధ ప్రెజర్ సెన్సార్ల రూపకల్పన మరియు అనువర్తనానికి వర్తిస్తాయి:

1. ప్రాథమిక లేదా అసంపూర్తిగా ఉన్న క్రమాంకనం;

2. క్రమాంకనం మరియు ఉష్ణోగ్రత పరిహారం ఉంది;

3. దీనికి క్రమాంకనం, పరిహారం మరియు విస్తరణ ఉన్నాయి.

ప్యాకేజింగ్ ప్రక్రియలో లేజర్ దిద్దుబాటును ఉపయోగించే సన్నని ఫిల్మ్ రెసిస్టర్ నెట్‌వర్క్‌ల ద్వారా ఆఫ్‌సెట్, పరిధి క్రమాంకనం మరియు ఉష్ణోగ్రత పరిహారం అన్నీ సాధించవచ్చు. ఈ సెన్సార్ సాధారణంగా మైక్రోకంట్రోలర్‌తో కలిపి ఉపయోగించబడుతుంది మరియు మైక్రోకంట్రోలర్ యొక్క ఎంబెడెడ్ సాఫ్ట్‌వేర్ సెన్సార్ యొక్క గణిత నమూనాను ఏర్పాటు చేస్తుంది. మైక్రోకంట్రోలర్ అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌ను చదివిన తరువాత, మోడల్ అనలాగ్-టు-డిజిటల్ కన్వర్టర్ యొక్క పరివర్తన ద్వారా వోల్టేజ్‌ను పీడన కొలత విలువగా మార్చగలదు.

సెన్సార్ల కోసం సరళమైన గణిత నమూనా బదిలీ ఫంక్షన్. మొత్తం క్రమాంకనం ప్రక్రియలో మోడల్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేయవచ్చు మరియు క్రమాంకనం పాయింట్ల పెరుగుదలతో దాని పరిపక్వత పెరుగుతుంది.

మెట్రోలాజికల్ కోణం నుండి, కొలత లోపం చాలా కఠినమైన నిర్వచనాన్ని కలిగి ఉంది: ఇది కొలిచిన ఒత్తిడి మరియు వాస్తవ పీడనం మధ్య వ్యత్యాసాన్ని వర్గీకరిస్తుంది. అయినప్పటికీ, సాధారణంగా వాస్తవ ఒత్తిడిని నేరుగా పొందడం సాధ్యం కాదు, కానీ తగిన పీడన ప్రమాణాలను ఉపయోగించడం ద్వారా దీనిని అంచనా వేయవచ్చు. మెట్రోలాజిస్టులు సాధారణంగా కొలిచిన పరికరాల కంటే కనీసం 10 రెట్లు ఎక్కువ ఖచ్చితత్వంతో పరికరాలను కొలత ప్రమాణాలుగా ఉపయోగిస్తారు.

అన్‌కోలిబ్రేటెడ్ సిస్టమ్స్ విలక్షణమైన సున్నితత్వం మరియు ఆఫ్‌సెట్ విలువలను ఉపయోగించి అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌ను మాత్రమే ఒత్తిడికి మార్చగలవు.

ఈ లెక్కించబడని ప్రారంభ లోపం క్రింది భాగాలను కలిగి ఉంటుంది:

1. సున్నితత్వ లోపం: ఉత్పత్తి చేయబడిన లోపం యొక్క పరిమాణం ఒత్తిడికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. పరికరం యొక్క సున్నితత్వం సాధారణ విలువ కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, సున్నితత్వ లోపం ఒత్తిడి యొక్క పెరుగుతున్న పని అవుతుంది. సున్నితత్వం సాధారణ విలువ కంటే తక్కువగా ఉంటే, సున్నితత్వ లోపం ఒత్తిడి యొక్క తగ్గుతున్న పనితీరు అవుతుంది. ఈ లోపానికి కారణం విస్తరణ ప్రక్రియలో మార్పులు.

2.

3. లాగ్ లోపం: చాలా సందర్భాలలో, లాగ్ లోపం పూర్తిగా విస్మరించబడుతుంది ఎందుకంటే సిలికాన్ పొరలు అధిక యాంత్రిక దృ ff త్వం కలిగి ఉంటాయి. సాధారణంగా, హిస్టెరిసిస్ లోపం ఒత్తిడిలో గణనీయమైన మార్పు ఉన్న పరిస్థితులలో మాత్రమే పరిగణించాల్సిన అవసరం ఉంది.

4. అయినప్పటికీ, యాంప్లిఫైయర్లతో సెన్సార్ల కోసం, యాంప్లిఫైయర్ యొక్క సరళతను కూడా చేర్చాలి. సరళ లోపం వక్రరేఖ ఒక పుటాకార వక్రత లేదా కుంభాకార వక్రరేఖ కావచ్చు.

క్రమాంకనం ఈ లోపాలను తొలగించగలదు లేదా బాగా తగ్గించగలదు, అయితే పరిహార పద్ధతులకు సాధారణంగా సాధారణ విలువలను ఉపయోగించకుండా, సిస్టమ్ యొక్క వాస్తవ బదిలీ ఫంక్షన్ యొక్క పారామితులను నిర్ణయించడం అవసరం. పొటెన్షియోమీటర్లు, సర్దుబాటు చేసే రెసిస్టర్లు మరియు ఇతర హార్డ్‌వేర్ అన్నీ పరిహార ప్రక్రియలో ఉపయోగించబడతాయి, సాఫ్ట్‌వేర్ ఈ లోపం పరిహార పనిని మరింత సరళంగా అమలు చేయగలదు.

ఒక పాయింట్ క్రమాంకనం పద్ధతి బదిలీ ఫంక్షన్ యొక్క సున్నా పాయింట్ వద్ద డ్రిఫ్ట్‌ను తొలగించడం ద్వారా ఆఫ్‌సెట్ లోపాలను భర్తీ చేస్తుంది మరియు ఈ రకమైన క్రమాంకనం పద్ధతిని ఆటోమేటిక్ జీరోయింగ్ అంటారు. ఆఫ్‌సెట్ క్రమాంకనం సాధారణంగా సున్నా పీడనం వద్ద, ముఖ్యంగా అవకలన సెన్సార్లలో జరుగుతుంది, ఎందుకంటే నామమాత్ర పరిస్థితులలో అవకలన పీడనం సాధారణంగా 0. స్వచ్ఛమైన సెన్సార్ల కోసం, ఆఫ్‌సెట్ క్రమాంకనం మరింత కష్టం, ఎందుకంటే పరిసర వాతావరణ పీడన పరిస్థితులలో దాని క్రమాంకనం చేసిన పీడన విలువను కొలవడానికి పీడన పఠన వ్యవస్థ అవసరం లేదా కావలసిన ఒత్తిడిని పొందటానికి ప్రెజర్ కంట్రోలర్ అవసరం.

అవకలన సెన్సార్ల యొక్క సున్నా పీడన క్రమాంకనం చాలా ఖచ్చితమైనది ఎందుకంటే అమరిక పీడనం ఖచ్చితంగా సున్నా. మరోవైపు, ఒత్తిడి సున్నా కానప్పుడు అమరిక ఖచ్చితత్వం ప్రెజర్ కంట్రోలర్ లేదా కొలత వ్యవస్థ యొక్క పనితీరుపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

అమరిక ఒత్తిడిని ఎంచుకోండి

అమరిక పీడనం యొక్క ఎంపిక చాలా ముఖ్యం ఎందుకంటే ఇది ఉత్తమ ఖచ్చితత్వాన్ని సాధించే పీడన పరిధిని నిర్ణయిస్తుంది. వాస్తవానికి, క్రమాంకనం తరువాత, వాస్తవ ఆఫ్‌సెట్ లోపం క్రమాంకనం పాయింట్ వద్ద తగ్గించబడుతుంది మరియు చిన్న విలువతో ఉంటుంది. అందువల్ల, లక్ష్య పీడన పరిధి ఆధారంగా అమరిక బిందువును ఎంచుకోవాలి మరియు పీడన పరిధి పని పరిధికి అనుగుణంగా ఉండకపోవచ్చు.

అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌ను పీడన విలువగా మార్చడానికి, గణిత నమూనాలలో సింగిల్ పాయింట్ క్రమాంకనం కోసం సాధారణ సున్నితత్వం సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది ఎందుకంటే వాస్తవ సున్నితత్వం తరచుగా తెలియదు.

ఆఫ్‌సెట్ క్రమాంకనం (PCAL = 0) చేసిన తరువాత, లోపం వక్రరేఖ క్రమాంకనానికి ముందు లోపాన్ని సూచించే నల్ల వక్రతకు సంబంధించి నిలువు ఆఫ్‌సెట్‌ను చూపుతుంది.

ఈ అమరిక పద్ధతిలో ఒక పాయింట్ క్రమాంకనం పద్ధతిలో పోలిస్తే కఠినమైన అవసరాలు మరియు అధిక అమలు ఖర్చులను కలిగి ఉన్నాయి. ఏదేమైనా, పాయింట్ క్రమాంకనం పద్ధతితో పోలిస్తే, ఈ పద్ధతి సిస్టమ్ యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తుంది ఎందుకంటే ఇది ఆఫ్‌సెట్‌ను క్రమాంకనం చేయడమే కాకుండా, సెన్సార్ యొక్క సున్నితత్వాన్ని క్రమాంకనం చేస్తుంది. అందువల్ల, లోపం గణనలో, విలక్షణ విలువలకు బదులుగా వాస్తవ సున్నితత్వ విలువలను ఉపయోగించవచ్చు.

ఇక్కడ, 0-500 మెగాపాస్కల్స్ (పూర్తి స్థాయి) పరిస్థితులలో క్రమాంకనం జరుగుతుంది. అమరిక పాయింట్ల వద్ద లోపం సున్నాకి దగ్గరగా ఉన్నందున, expected హించిన పీడన పరిధిలో కనీస కొలత లోపాన్ని పొందటానికి ఈ పాయింట్లను సరిగ్గా సెట్ చేయడం చాలా ముఖ్యం.

కొన్ని అనువర్తనాలకు మొత్తం పీడన పరిధిలో అధిక ఖచ్చితత్వం అవసరం. ఈ అనువర్తనాల్లో, చాలా ఆదర్శవంతమైన ఫలితాలను పొందడానికి బహుళ-పాయింట్ క్రమాంకనం పద్ధతిని ఉపయోగించవచ్చు. బహుళ-పాయింట్ క్రమాంకనం పద్ధతిలో, ఆఫ్‌సెట్ మరియు సున్నితత్వ లోపాలు మాత్రమే కాకుండా, చాలా సరళ లోపాలు కూడా పరిగణనలోకి తీసుకోబడతాయి. ఇక్కడ ఉపయోగించిన గణిత నమూనా ప్రతి క్రమాంకనం విరామానికి రెండు-దశల క్రమాంకనం వలె ఉంటుంది (రెండు క్రమాంకనం పాయింట్ల మధ్య).

మూడు పాయింట్ల క్రమాంకనం

ఇంతకు ముందే చెప్పినట్లుగా, సరళ లోపం స్థిరమైన రూపాన్ని కలిగి ఉంది, మరియు లోపం వక్రరేఖ క్వాడ్రాటిక్ సమీకరణం యొక్క వక్రరేఖకు, able హించదగిన పరిమాణం మరియు ఆకారంతో అనుగుణంగా ఉంటుంది. యాంప్లిఫైయర్లను ఉపయోగించని సెన్సార్లకు ఇది ప్రత్యేకంగా వర్తిస్తుంది, ఎందుకంటే సెన్సార్ యొక్క సరళత ప్రాథమికంగా యాంత్రిక కారణాల ఆధారంగా ఆధారపడి ఉంటుంది (సిలికాన్ పొర యొక్క సన్నని చలన చిత్ర పీడనం వల్ల వస్తుంది).

విలక్షణ ఉదాహరణల యొక్క సగటు సరళ లోపాన్ని లెక్కించడం ద్వారా మరియు బహుపది ఫంక్షన్ (A × 2+BX+C) యొక్క పారామితులను నిర్ణయించడం ద్వారా సరళ లోపం లక్షణాల వివరణ పొందవచ్చు. A, B మరియు C ని నిర్ణయించిన తర్వాత పొందిన మోడల్ ఒకే రకమైన సెన్సార్లకు ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది. ఈ పద్ధతి మూడవ క్రమాంకనం పాయింట్ అవసరం లేకుండా సరళ లోపాలను సమర్థవంతంగా భర్తీ చేస్తుంది.