Çeşitli fiziksel miktarları ölçmek için farklı sistemler ve ekipman türleri kullanıyoruz. Ölçümün doğruluğu çeşitli faktörlere bağlıdır. Ölçümler için kullanılan ekipman, daha yüksek sıcaklıklarda, yüksek nem veya nem koşullarında kullanıldığında, bozulmaya maruz kaldığında, harici darbelere maruz kaldığında vb. Hassasiyetlerini kaybedebilir. Bu ölçümdeki hata olarak görülebilir. Bu hatayı gidermek ve ekipman kalibrasyon yöntemlerinde gerekli değişiklikleri yapmak için kullanılır. Günümüzde sensörler çeşitli ölçümler yapmak için kullanılmaktadır. Sıcaklık, renk, nem vb. Ölçmek için sensörler vardır. Sensör Kalibrasyonu, sensör ölçümlerindeki hataları gidermede çok önemli bir rol oynar.
Sensör Kalibrasyonu nedir?
Sensörler elektronik cihazlardır. Çalışma ortamlarındaki değişikliklere karşı hassastırlar. Sensörlerin çalışma ortamlarında istenmeyen ve ani değişiklikler istenmeyen çıkış değerleri verir. Bu nedenle, beklenen çıktı ölçülen çıktıdan farklıdır. Beklenen çıktı ile ölçülen çıktı arasındaki bu karşılaştırmaya Sensör Kalibrasyonu denir.
Sensör kalibrasyonu, sensörün performansını artırmada önemli bir rol oynar. Sensörlerin neden olduğu yapısal hataları ölçmek için kullanılır. Beklenen değer ile sensörün ölçülen değeri arasındaki fark Yapısal Hata olarak bilinir.
Çalışma prensibi
Sensör kalibrasyonu, sensörlerin performansının ve doğruluğunun iyileştirilmesine yardımcı olur. Sensör kalibrasyonunun endüstriler tarafından yapıldığı iyi bilinen iki işlem vardır. İlk yöntemde şirketler, sensörlerin bireysel kalibrasyonunu gerçekleştirmek için üretim birimlerine bir kurum içi kalibrasyon işlemi ekler. Burada şirket, sensör çıkış düzeltmesi için tasarımlarına gerekli donanımı da ekliyor. Bu işlemle, sensör kalibrasyonu uygulamaya özel gereksinimlere uyacak şekilde değiştirilebilir. Ancak bu süreç pazara giriş süresini uzatır.
Bu kurum içi kalibrasyon işleminin alternatifi olan birkaç imalat şirketi, yüksek kaliteli otomotiv kalitesine sahip sensör paketleri sağlar. MEMS sensörü tam sistem düzeyinde kalibrasyon ile birlikte. Bu süreçte şirketler, tasarımcıların sensörlerin işlevselliğini ve performansını iyileştirmesine yardımcı olmak için yerleşik bir dijital devre ve yazılım içerir. Ürün tasarım süresini ve bileşen sayısını azaltmak için, voltaj regülasyonu ve Analog sinyal filtreleme teknikleri gibi dijital devreler dahil edilmiştir. Genel performansı ve işlevselliği iyileştirmek için, yerleşik işlemciye sofistike sensör füzyon algoritmaları sağlanır. Gelişmiş yerleşik sinyal işleme algoritmalarından bazıları, üretim süresinin kısaltılmasına yardımcı olur ve daha hızlı pazara sunma süresi sağlar.
Standart Referans Yöntemi
Burada sensör çıkışı, bazı sensörlerde hatayı bilmek için standart bir fiziksel referansla karşılaştırılır. Sensör kalibrasyonu örnekleri cetveller ve sayaç çubuklarıdır, Sıcaklık sensörleri için - 100C'de kaynar su, Üç nokta su, İvmeölçerler için - “yerçekimi yeryüzünde sabit 1G'dir”.
Kalibrasyon Yöntemleri
Sensörler için kullanılan üç standart kalibrasyon yöntemi vardır. Onlar-
- Tek noktalı kalibrasyon.
- İki noktalı kalibrasyon.
- Çok Noktalı Eğri Bağlantısı.
Bu yöntemleri bilmeden önce Karakteristik eğri kavramını bilmemiz gerekir. Her sensör, sensörün verilen giriş değerine tepkisini gösteren bir karakteristik eğriye sahiptir. Kalibrasyon sürecinde, sensörün bu karakteristik eğrisi ideal doğrusal yanıtı ile karşılaştırılır.
Karakteristik eğri ile kullanılan terimlerden bazıları şunlardır:
- Ofset - Bu değer bize sensör çıktısının ideal doğrusal tepkiden daha yüksek veya daha düşük olup olmadığını belirtir.
- Hassasiyet veya Eğim - Bu, sensör çıktısının değişim oranını verir. Eğimdeki bir fark, sensör çıktısının ideal yanıttan farklı bir hızda değiştiğini gösterir.
- Doğrusallık - Verilen ölçüm aralığında tüm sensörlerin doğrusal karakteristik eğrisi yoktur.
Yalnızca tek bir seviyenin doğru ölçümü gerektiğinde ve sensör doğrusal olduğunda, sensör ofset hatalarını düzeltmek için bir nokta kalibrasyonu kullanılır. Sıcaklık sensörleri genellikle tek noktada kalibre edilir.
Tek Noktadan Kalibrasyon
Hem eğim hem de sapma hatalarını düzeltmek için iki noktalı kalibrasyon kullanılır. Bu kalibrasyon, sensör çıktısının bir ölçüm aralığı boyunca makul ölçüde doğrusal olduğunu bildiğimiz durumlarda kullanılır. Burada iki referans değerine ihtiyaç vardır - referans Yüksek, referans Düşük.
İki Noktalı Kalibrasyon
Çok noktalı Eğri uydurma, ölçüm aralığı boyunca doğrusal olmayan ve doğru ölçümleri elde etmek için bazı eğri uydurma gerektiren sensörler için kullanılır. Çok noktalı eğri uydurma genellikle aşırı sıcak veya aşırı soğuk koşullarda kullanıldığında termokupllar için yapılır.
Yukarıdaki kalibrasyon işleminin tümü için, sensörlerin karakteristik eğrileri çizilir ve lineer tepki ile karşılaştırılır ve hata bilinir.
Sensör Kalibrasyonu Uygulamaları
Sensör Kalibrasyonu basit terimlerle istenen çıktı ile ölçülen çıktı arasındaki karşılaştırma olarak tanımlanabilir. Bu hatalar çeşitli nedenlerden kaynaklanabilir. Sensörlerde görülen hatalardan bazıları, uygun olmayan sıfır referanstan kaynaklanan hatalar, sensör aralığındaki kaymalardan kaynaklanan hatalar, mekanik hasardan kaynaklanan hatalar, vb. Kalibrasyon, ayara benzemez.
Kalibrasyon süreci, sensör için eylemsiz giriş uyarıcıları bilinen ve ölçümlerdeki gerçek hataları belirlememize yardımcı olan yapılandırmalara DUT-'Test Altındaki Cihazın' yerleştirilmesini içerir.
Kalibrasyon süreci aşağıdaki sonuçları belirlememize yardımcı olur.
- DUT'ta hiçbir hata not edilmemiştir.
- Bir hata not edilir ve herhangi bir ayarlama yapılmaz.
- Hatayı gidermek için bir ayarlama yapılır ve hata istenilen seviyeye getirilir.
Sensör kalibrasyonu için sensör modelleri kullanılır. Kontrol süreçlerini izlemek ve ayarlamak için Kontrol sistemlerinde sensör kalibrasyonu uygulanır. Otomatik sistemler ayrıca hatasız sonuçlar almak için sensör kalibrasyonu uygular.
Sensör Kalibrasyonunun Kullanımı
Kalibrasyon işlemi, sistemin performansını ve işlevselliğini artırmak için kullanılır. Sistemdeki hataları azaltmaya yardımcı olur. Kalibre edilmiş bir sensör, doğru sonuçlar sağlar ve karşılaştırma için bir referans okuma olarak kullanılabilir.
Gömülü teknolojideki artış ve düşük sensör boyutuyla, birçok sensör tek bir çip üzerinden entegre edilmiştir. Tek bir sensörde tespit edilmeyen hatalar, tüm sistemin bozulmasına neden olabilir. Kalibre etmek önemlidir. sensör otomatik sistemlerin doğru performansını elde etmek için. Kalibrasyon için kullanılan standart referanslar nelerdir? sıcaklık sensörleri ?
