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如何校準(zhǔn)壓力變送器技術(shù)證明測量的準(zhǔn)確性

發(fā)布時間：2019-03-27  發(fā)布作者：

     在觸覺壓力變送器的世界里，你通常只能表現(xiàn)得很好。因此，校準(zhǔn)壓力變送器是一個至關(guān)重要的過程。
     在完美的宇宙中，所有傳感器對給定輸入都會產(chǎn)生完全相同的反應(yīng)。當(dāng)輸入為例如1psi時，每個傳感器元件將響應(yīng)地產(chǎn)生相同數(shù)量的計數(shù)。不幸的是，制造變化和各種控制問題意味著沒有什么是真正相同的。例如，1 psi可能會在一個元素中產(chǎn)生1,000個計數(shù)，在另一個元素中產(chǎn)生990個。為了解釋這些差異并獲得真正準(zhǔn)確的壓力讀數(shù)，因此通常需要進行校準(zhǔn)。
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     為了開始該過程，將已知的均勻壓力施加到傳感器，然后導(dǎo)出校準(zhǔn)系數(shù)。如果1 psi導(dǎo)致元素輸出1,000個計數(shù)，則該元素的校準(zhǔn)系數(shù)為每1,000個計數(shù)1 psi。這個數(shù)字是將原始傳感器輸出轉(zhuǎn)換為壓力值的關(guān)鍵; 當(dāng)給定壓力的傳感器輸出乘以校準(zhǔn)系數(shù)時，結(jié)果是真實壓力。
     例如，如果給定壓力在具有上述校準(zhǔn)系數(shù)的傳感器中產(chǎn)生500計數(shù)的輸出，則我們知道壓力測量值為0.5psi。驗證校準(zhǔn)并對傳感器施加相同的負載時，比率應(yīng)為1：1。在圖表上，這將轉(zhuǎn)換為完美的直線，這表示校準(zhǔn)成功并證明傳感器是準(zhǔn)確的。
     當(dāng)然，確保首先應(yīng)用均勻的已知壓力可能是棘手的。考慮1公斤的重量。可以合理地假設(shè)將重物放在傳感器上將施加與1kg相關(guān)的壓力。但事情并非那么簡單; 壓力通常不是均勻的。沒有什么是完全平坦的，重量的底面也不例外。重量的小表面變化意味著它僅在某些位置對傳感器施加峰值壓力，而在其他位     置，它施加的壓力要小得多。如果峰值壓力很高，則可能導(dǎo)致傳感器飽和，從而導(dǎo)致錯誤。
     一種可能的解決方案可能是在重物和傳感器之間放置一塊泡沫，以確保壓力分布更均勻。當(dāng)然，這帶來了自己的挑戰(zhàn)。如果泡沫太硬，它會起到太大的作用，就像剛試圖緩沖的剛性物體一樣; 如果泡沫太軟，它可能會觸底，從根本上消除了泡沫的好處。橡膠可能比泡沫更有效地壓縮，但它也可能導(dǎo)致復(fù)雜化，即通過在傳感器抓住時抓住傳感器，有時甚至導(dǎo)致傳感器撕裂。
     壓力輪廓系統(tǒng)（PPS）使用皮革作為校準(zhǔn)材料取得了成功，特別是在高壓下工作時。皮革足夠堅固，保持完整，但也足夠柔順，均勻分布壓力。然而，更一致的方法涉及在腔室內(nèi)使用薄的囊。將傳感器放置在腔室內(nèi)，并將氣囊充氣至所需壓力，從而向傳感器施加均勻的壓力。該方法可以適應(yīng)所測試的壓力范圍：壓力越輕，氣囊越薄。
     對于不適合氣囊和腔室的其他類型的傳感器，PPS將使用校準(zhǔn)艙。在該方法中，傳感器覆蓋有薄膜，然后放入容器中，隨后加壓容器。反過來，這種方法導(dǎo)致施加均勻的壓力。
     校準(zhǔn)過程可能變得更加復(fù)雜，常常違背壓力等于面積上的力的相對簡單的概念。考慮一下刮水片。在使用時，葉片的形狀和葉片與擋風(fēng)玻璃之間的接觸點不是恒定的。當(dāng)?shù)镀诓Ａ弦苿訒r，它可以變平并伸直。設(shè)計用于驗證葉片施加的壓力的傳感器必須能夠適應(yīng)該壓力的可變性質(zhì); 然后，用均勻的靜壓校準(zhǔn)它可能沒有意義。在這種情況下，設(shè)計一種模擬實際使用條件的校準(zhǔn)方法 - 例如機器人校準(zhǔn)夾具，其按下一片刀片，使其像在使用中一樣滑動 - 是優(yōu)選的。
     雖然它很難掌握并且易于過度簡化，但校準(zhǔn)過程是開發(fā)電容式壓力變送器技術(shù)的關(guān)鍵部分，也是一個不容忽視的技術(shù)。
 
 
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