壓力傳感器參考和應用

　　測量兼容性

　　確保壓力傳感器和它的實(shí)際應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）故障準則和（8）一般信息，例如應用環(huán)境，器件保護和在這區域的其他設備器件。

　　在所有情況下，用戶(hù)應對確保傳感器與測量介質(zhì)兼容性最終負責。

　　影響壓力傳感器性能的誤差

　　當計算—壓力傳感器的總誤差時(shí)，應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(jiàn)在這目錄中該傳感器的規格說(shuō)明。

　　注： 在特定用戶(hù)應用中，有些標稱(chēng)的指標可以減少或消除的，例如，如果一壓力傳感器用在規定溫度范圍的一半內，那么溫度誤差可以減少一半，如果使用自動(dòng)調零技術(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)之間的代數差。通常二端點(diǎn)是零和滿(mǎn)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)偏移不是可預測的誤差，因為每一個(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(xiàn)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(xiàn)的斜率變化（圖2）。

圖2 靈敏度偏移誤差

　　線(xiàn)性誤差是在期望壓力范圍傳感器輸出曲線(xiàn)與一標定直線(xiàn)的偏差，計算線(xiàn)性誤差的一個(gè)方法是最小二乘方，它從數學(xué)上提供對數據點(diǎn)的最佳配合直線(xiàn)（ B.F.S.L）（圖3）。

圖3 最佳配合直線(xiàn)線(xiàn)性度

　　另一方法是末端基點(diǎn)線(xiàn)性度（T.B.L.）或端點(diǎn)線(xiàn)性度。T.B.L.由在輸出曲線(xiàn)上二端數據點(diǎn)之間畫(huà)一直線(xiàn)（L1）決定。接著(zhù)從線(xiàn)L1 作一垂線(xiàn)至輸出曲線(xiàn)， 選擇相交數據點(diǎn)以達到垂線(xiàn)的最大長(cháng)度，垂線(xiàn)的長(cháng)度代表末端基點(diǎn)線(xiàn)性誤差（圖4）。

圖4 末端基點(diǎn)線(xiàn)性度

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

圖5

　　遲滯誤差通常表達為機械遲滯和溫度遲滯的組合誤差。（圖6）。

圖6

　　機械遲滯：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，通常表達為量程的百分值。

　　計算精度或總誤差

　　當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

　　零點(diǎn)偏置

　　量程誤差

　　線(xiàn)性度

　　零點(diǎn)／滿(mǎn)量程飄移綜合

　　誤差（計算最大和最小應用溫度，使用二個(gè)數字中較大一個(gè)）=0.5%

　　重復性＆遲滯：0.3%

　　1 年穩定性：1.0%

　　比率誤差：1.0%

　　步驟2 計算總誤差

　　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％絕對最量程。