Voor het meten van verschillende fysieke grootheden maken we gebruik van verschillende systemen en soorten apparatuur. De nauwkeurigheid van de meting is afhankelijk van verschillende factoren. De apparatuur die voor metingen wordt gebruikt, kan zijn precisie verliezen bij gebruik bij hogere temperaturen, hoge vochtigheid of vochtigheid, onderhevig aan degradatie, blootgesteld aan externe schokken, enz… Dit kan worden waargenomen als een fout in de meting. Om deze fout aan te pakken en de nodige wijzigingen aan te brengen in de kalibratiemethoden van de apparatuur worden gebruikt. Tegenwoordig worden sensoren gebruikt om verschillende metingen uit te voeren. Er zijn sensoren om temperatuur, kleur, vochtigheid, enz. Te meten. Sensorkalibratie speelt een cruciale rol bij het opheffen van fouten in sensormetingen.

Wat is sensorkalibratie?

Sensoren zijn elektronische apparaten. Ze zijn gevoelig voor de veranderingen in hun werkomgeving. Ongewenste en plotselinge veranderingen in de werkomgeving van de sensoren geven ongewenste outputwaarden. De verwachte output verschilt dus van de gemeten output. Deze vergelijking tussen de verwachte output en de gemeten output wordt sensorkalibratie genoemd.

Sensorkalibratie speelt een cruciale rol bij het verbeteren van de prestaties van de sensor. Het wordt gebruikt om de structurele fouten te meten die worden veroorzaakt door sensoren. Het verschil tussen de verwachte waarde en de gemeten waarde van de sensor staat bekend als de structurele fout.

Werkend principe

Sensorkalibratie helpt bij het verbeteren van de prestaties en nauwkeurigheid van de sensoren. Er zijn twee bekende processen waarbij sensorkalibratie wordt uitgevoerd door industrieën. Bij de eerste methode voegen bedrijven een intern kalibratieproces toe aan hun productie-eenheid om individuele kalibratie van de sensoren uit te voeren. Hier voegt het bedrijf ook de nodige hardware toe aan hun ontwerp voor correctie van sensoruitvoer. Door dit proces kan de sensorkalibratie worden gewijzigd om aan de toepassingsspecifieke vereisten te voldoen. Maar dit proces verlengt de time-to-market.

Het alternatief van dit in-house kalibratieproces, verschillende productiebedrijven bieden sensorpakketten met een hoogwaardige automotive-kwaliteit MEMS-sensor samen met volledige kalibratie op systeemniveau. In dit proces nemen de bedrijven een digitale schakeling aan boord en software op om ontwerpers te helpen de functionaliteit en prestaties van de sensoren te verbeteren. Om de productontwerptijd en het aantal componenten te verminderen, zijn digitale circuits zoals spanningsregeling en analoge signaalfiltertechnieken inbegrepen. Om de algehele prestaties en functionaliteit te verbeteren, is de ingebouwde processor voorzien van geavanceerde algoritmen voor sensorfusie. Sommige van de geavanceerde algoritmen voor signaalverwerking aan boord helpen ook bij het verkorten van de productietijd, waardoor een snellere time-to-market mogelijk wordt.

Standaard referentiemethode

Hier wordt de sensoruitvoer vergeleken met een standaard fysieke referentie om de fout in sommige sensoren te kennen. Voorbeelden van sensorkalibratie zijn linialen en meterstokken, voor temperatuursensoren - kokend water bij 100C, drievoudig waterpunt, voor versnellingsmeters - 'zwaartekracht is constant 1G op het aardoppervlak'.

Kalibratiemethoden

Er zijn drie standaard kalibratiemethoden die worden gebruikt voor sensoren. Zij zijn-

Eenpuntskalibratie.
Tweepuntskalibratie.
Meerpuntscurve-montage.

Voordat we deze methoden kennen, moeten we het concept van karakteristieke curve kennen. Elke sensor heeft een karakteristieke curve die de reactie van de sensor op de gegeven ingangswaarde laat zien. In het kalibratieproces wordt deze karakteristieke curve van de sensor vergeleken met zijn ideale lineaire respons.

“hoe werken klopsensoren? ”

Enkele van de termen die met de karakteristieke curve worden gebruikt, zijn:

Offset - Deze waarde vertelt ons of de sensoruitvoer hoger of lager is dan de ideale lineaire respons.
Gevoeligheid of helling - Dit geeft de mate van verandering van de sensoruitvoer aan. Een verschil in helling laat zien dat de sensoruitvoer verandert met een andere snelheid dan de ideale respons.
Lineariteit - Niet alle sensoren hebben een lineaire karakteristieke curve over het opgegeven meetbereik.

Eenpuntskalibratie wordt gebruikt om de sensoroffsetfouten te corrigeren wanneer een nauwkeurige meting van slechts één niveau vereist is en de sensor lineair is. Temperatuursensoren zijn meestal op één punt gekalibreerd.

Eenpuntskalibratie

Tweepuntskalibratie wordt gebruikt om zowel hellings- als offsetfouten te corrigeren. Deze kalibratie wordt gebruikt in de gevallen waarin de sensor we weten dat de sensoruitvoer redelijk lineair is over een meetbereik. Hier zijn twee referentiewaarden nodig: referentie hoog, referentie laag.

Tweepuntskalibratie

Multi-point Curve-fitting wordt gebruikt voor sensoren die niet lineair zijn over het meetbereik en die enige curve-fitting vereisen om nauwkeurige metingen te krijgen. Multi-point curve fitting wordt meestal gedaan voor thermokoppels bij gebruik in extreem warme of extreem koude omstandigheden.

Voor al het bovenstaande kalibratieproces worden de karakteristieke curven van de sensoren getekend en vergeleken met de lineaire respons en is de fout bekend.

Toepassingen van sensorkalibratie

Sensorkalibratie kan in eenvoudige bewoordingen worden gedefinieerd als de vergelijking tussen de gewenste output en de gemeten output. Deze fouten kunnen verschillende oorzaken hebben. Enkele van de fouten die bij sensoren worden gezien, zijn fouten als gevolg van een onjuiste nulreferentie, fouten als gevolg van verschuivingen in het sensorbereik, fouten als gevolg van mechanische schade, enz. Kalibratie is niet hetzelfde als bijstellen.

Het kalibratieproces omvat het plaatsen van de DUT-‘Device Under Test’ in configuraties waarvan de inertiële inputstimuli voor de sensor bekend zijn, wat ons helpt om de feitelijke fouten in de metingen te bepalen.

Het kalibratieproces helpt ons om de volgende resultaten te bepalen:

Geen fout genoteerd op de DUT.
Er wordt een fout opgemerkt en er wordt geen aanpassing gemaakt.
Er wordt een aanpassing gemaakt om de fout te verwijderen en de fout wordt gecorrigeerd tot het gewenste niveau.

Voor sensorkalibratie worden sensormodellen gebruikt. Sensorkalibratie wordt toegepast in besturingssystemen om de besturingsprocessen te bewaken en bij te sturen. Automatische systemen passen ook de sensorkalibratie toe om foutloze resultaten te krijgen.

Gebruik van sensorkalibratie

Het kalibratieproces wordt gebruikt om de prestaties en functionaliteit van het systeem te verbeteren. Het helpt bij het verminderen van fouten in het systeem. Een gekalibreerde sensor geeft nauwkeurige resultaten en kan ter vergelijking als referentiemeting worden gebruikt.

“12v dc motor snelheidsregelaar ”

Met de toename van de embedded technologie en de kleine afmetingen van sensoren, zijn veel sensoren geïntegreerd op een enkele chip. Niet-ontdekte fouten in één sensor kunnen ervoor zorgen dat het hele systeem achteruitgaat. Het is belangrijk om het sensor om de nauwkeurige prestaties van de geautomatiseerde systemen te krijgen. Wat zijn de standaardreferenties die worden gebruikt voor de kalibratie van het temperatuur sensoren