我們使用不同的系統(tǒng)和不同類型的設(shè)備來測量各種物理量。測量的準(zhǔn)確性取決于各種因素。用于測量的設(shè)備在高溫、高濕或高濕度條件下使用時(shí)，可能會(huì)失去精度，受到降解、外部沖擊等影響。這可以被視為測量中的誤差。為了解決這種誤差并對(duì)設(shè)備進(jìn)行必要的改變，使用了校準(zhǔn)方法。今天，傳感器被用來進(jìn)行各種測量。傳感器可以測量溫度、顏色、濕度等。傳感器校準(zhǔn)在消除傳感器測量誤差方面起著至關(guān)重要的作用。

什么是傳感器校準(zhǔn)？

傳感器是電子設(shè)備。他們對(duì)工作環(huán)境的變化很敏感。傳感器工作環(huán)境中不希望的突然變化會(huì)產(chǎn)生不希望的輸出值。因此，預(yù)期輸出不同于測量輸出。預(yù)期輸出和測量輸出之間的比較稱為傳感器校準(zhǔn)。

傳感器校準(zhǔn)在提高傳感器性能方面起著至關(guān)重要的作用。它用于測量傳感器引起的結(jié)構(gòu)誤差。傳感器的預(yù)期值和測量值之間的差異稱為結(jié)構(gòu)誤差。

傳感器校準(zhǔn)工作原理

傳感器校準(zhǔn)有助于提高傳感器的性能和精度。業(yè)界有兩種的傳感器校準(zhǔn)流程。在種方法中，公司將內(nèi)部校準(zhǔn)過程添加到他們的制造單元，以執(zhí)行傳感器的單獨(dú)校準(zhǔn)。該公司還在設(shè)計(jì)中添加了必要的硬件，用于傳感器輸出校正。通過這一過程，可以改變傳感器校準(zhǔn)，以符合特定應(yīng)用的要求。但是這個(gè)過程增加了上市時(shí)間。

作為這種內(nèi)部校準(zhǔn)過程的替代方案，一些制造公司提供高質(zhì)量汽車級(jí)傳感器封裝MEMS傳感器以及完整的系統(tǒng)級(jí)校準(zhǔn)。在這個(gè)過程中，這些公司包括一個(gè)板載數(shù)字電路和軟件，以幫助設(shè)計(jì)人員改善傳感器的功能和性能。為了減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)間和元件數(shù)量，還包括電壓調(diào)節(jié)和模擬信號(hào)濾波技術(shù)等數(shù)字電路。為了提高整體性能和功能，板載處理器配備了復(fù)雜的傳感器融合算法。一些復(fù)雜的板載信號(hào)處理算法也有助于縮短制造時(shí)間，從而加快上市速度。

標(biāo)準(zhǔn)參考方法

這里，傳感器輸出與標(biāo)準(zhǔn)物理參考進(jìn)行比較，以了解某些傳感器的誤差。傳感器校準(zhǔn)示例是尺子和米尺，用于溫度傳感器-100攝氏度的沸水，水的三相點(diǎn)，用于加速度計(jì)-“地球表面的重力恒定為1G”。

校準(zhǔn)方法

傳感器有三種標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)方法。他們是：

單點(diǎn)校準(zhǔn)。

兩點(diǎn)校準(zhǔn)。

多點(diǎn)曲線擬合。

在了解這些方法之前，我們必須了解特性曲線的概念。每個(gè)傳感器都有一條特性曲線，顯示傳感器對(duì)給定輸入值的響應(yīng)。在校準(zhǔn)過程中，將傳感器的特性曲線與其理想的線性響應(yīng)進(jìn)行比較。

特性曲線使用的一些術(shù)語是：

1. 失調(diào)–該值告訴我們傳感器輸出是高于還是低于理想線性響應(yīng)。

2. 靈敏度或斜率–這給出了傳感器輸出的變化率。斜率差異表明傳感器輸出與理想響應(yīng)的變化速率不同。

3. 線性–并非所有傳感器在給定測量范圍內(nèi)都具有線性特征曲線。

當(dāng)只需要對(duì)單個(gè)液位進(jìn)行精確測量并且傳感器是線性的時(shí)，使用一點(diǎn)校準(zhǔn)來校正傳感器偏移誤差。溫度傳感器通常是單點(diǎn)校準(zhǔn)的。

單點(diǎn)校準(zhǔn)

兩點(diǎn)校準(zhǔn)用于校正斜率和偏移誤差。當(dāng)我們知道傳感器輸出在測量范圍內(nèi)是合理的線性時(shí)，使用這種校準(zhǔn)。這里需要兩個(gè)參考值——高參考值和低參考值。

兩點(diǎn)校準(zhǔn)

多點(diǎn)曲線擬合用于在測量范圍內(nèi)呈非線性的傳感器，需要一些曲線擬合來獲得精確的測量值。在極熱或極冷條件下使用時(shí)，通常對(duì)熱電偶進(jìn)行多點(diǎn)曲線擬合。

對(duì)于所有上述校準(zhǔn)過程，繪制傳感器的特性曲線，并與線性響應(yīng)進(jìn)行比較，誤差是已知的。