عدم الخطية من أجهزة استشعار الضغط

بالإضافة إلى "انجراف درجة الحرارة" ، يحتاج المستشعر عالي الدقة إلى التحقيق أكثر من ذلك بكثير ، والخطية هي واحدة من مؤشرات الأداء المهمة.

لماذا يجب أن تشعر بالقلق إزاء عدم الخطية لأجهزة استشعار الضغط؟ مستشعر الضغط هو المكون الأساسي لجهاز إرسال الضغط. في الوقت الحاضر ، ما هو شائع الاستخداممستشعر الضغطهو مستشعر الضغط piezoresistive ، وإشارة الإخراج الخاصة به لها غير خطية كبيرة ، مما سيؤثر بشكل مباشر على أداء وقياس مرسل الضغط.

إذن ما هو اللاخطي للمستشعر؟ بحكم التعريف ، فإن عدم الخطية للمستشعر يعني أنه مع تغير الضغط ، يقدم ناتج مستشعر الضغط منحنى مميز. وتسمى النسبة المئوية بين الحد الأقصى للانحراف لهذا المنحنى وخط التركيب والإخراج الكامل للمستشعر غير الخطية. يحدد حجم هذه النسبة غير الخطية للمستشعر. في فهم بسيط وبديهي ، فهذا يعني أن درجة الانحراف بين منحنى مميزة الإخراج والخط المستقيم المناسب غير خطية.

لماذا تعاني أجهزة استشعار الضغط من مشاكل غير خطي؟ مستشعر الضغط piezoresistive شائع الاستخدام (جسر وايستون) ، كما هو مبين في الشكل أدناه ،

في الحالة الأولية ، تظل قيم المقاومة لأذرع الجسر الأربعة كما هي. عندما تعمل القوة الخارجية للمدخلات ، سيتم كسر الحالة المتوازنة لمقاومة ذراع الجسر. في هذا الوقت ، سيظهر اختلاف محتمل في محطة الإخراج. التغيير النسبي لمقاومة ذراع الجسر في نسبة معينة ، ويحدد التغيير النسبي لمقاومة ذراع الجسر عدم الخطية للمستشعر.

ويعتمد كل مستشعر ضغط piezoresistive بعض العمليات الخاصة في عملية التصنيع ، مثل الشيخوخة ، وصدمة الضغط ، واللحام ، وما إلى ذلك ، والتي سيكون لها درجات مختلفة من التأثير على أداء المستشعر. علاوة على ذلك ، في عملية الإنتاج الفعلية لشريحة السيليكون المنتشرة ، من الصعب الحفاظ على قيمة المقاومة لكل ذراع جسر متسقة تمامًا ، لذلك كل مستشعر له غير خطية اسمية.

بما أن اللاخطية مهمة للغاية ، وكيفية حساب القيمة غير الخطية للمستشعر؟ بادئ ذي بدء ، دع المستشعر يضغط على مستشعر الضغط تحت بيئة درجة الحرارة المحددة ، وأضفه من الصفر إلى النطاق الكامل ، وتقليل الضغط بعد الضغط مستقر ، والعودة إلى الصفر. بعد ذلك ، في النطاق الكامل بما في ذلك الحدود العلوية والسفلية لقياس المستشعر ، حدد 6 إلى 11 نقطة اختبار موزعة بالتساوي للاختبار ، وكرر اختبار دورة الصعود والسقوط ثلاث مرات أو أكثر.