如何校准压力变送器技术证明测量的准确性
发布时间：2019-03-27 发布作者：
在触觉压力变送器的世界里，你通常只能表现得很好。因此，校准压力变送器是一个至关重要的过程。
在完美的宇宙中，所有传感器对给定输入都会产生完全相同的反应。当输入为例如1psi时，每个传感器元件将响应地产生相同数量的计数。不幸的是，制造变化和各种控制问题意味着没有什么是真正相同的。例如，1 psi可能会在一个元素中产生1,000个计数，在另一个元素中产生990个。为了解释这些差异并获得真正准确的压力读数，因此通常需要进行校准。
为了开始该过程，将已知的均匀压力施加到传感器，然后导出校准系数。如果1 psi导致元素输出1,000个计数，则该元素的校准系数为每1,000个计数1 psi。这个数字是将原始传感器输出转换为压力值的关键; 当给定压力的传感器输出乘以校准系数时，结果是真实压力。
例如，如果给定压力在具有上述校准系数的传感器中产生500计数的输出，则我们知道压力测量值为0.5psi。验证校准并对传感器施加相同的负载时，比率应为1：1。在图表上，这将转换为完美的直线，这表示校准成功并证明传感器是准确的。
当然，确保首先应用均匀的已知压力可能是棘手的。考虑1公斤的重量。可以合理地假设将重物放在传感器上将施加与1kg相关的压力。但事情并非那么简单; 压力通常不是均匀的。没有什么是完全平坦的，重量的底面也不例外。重量的小表面变化意味着它仅在某些位置对传感器施加峰值压力，而在其他位 置，它施加的压力要小得多。如果峰值压力很高，则可能导致传感器饱和，从而导致错误。
一种可能的解决方案可能是在重物和传感器之间放置一块泡沫，以确保压力分布更均匀。当然，这带来了自己的挑战。如果泡沫太硬，它会起到太大的作用，就像刚试图缓冲的刚性物体一样; 如果泡沫太软，它可能会触底，从根本上消除了泡沫的好处。橡胶可能比泡沫更有效地压缩，但它也可能导致复杂化，即通过在传感器抓住时抓住传感器，有时甚至导致传感器撕裂。
压力轮廓系统（PPS）使用皮革作为校准材料取得了成功，特别是在高压下工作时。皮革足够坚固，保持完整，但也足够柔顺，均匀分布压力。然而，更一致的方法涉及在腔室内使用薄的囊。将传感器放置在腔室内，并将气囊充气至所需压力，从而向传感器施加均匀的压力。该方法可以适应所测试的压力范围：压力越轻，气囊越薄。
对于不适合气囊和腔室的其他类型的传感器，PPS将使用校准舱。在该方法中，传感器覆盖有薄膜，然后放入容器中，随后加压容器。反过来，这种方法导致施加均匀的压力。
校准过程可能变得更加复杂，常常违背压力等于面积上的力的相对简单的概念。考虑一下刮水片。在使用时，叶片的形状和叶片与挡风玻璃之间的接触点不是恒定的。当刀片在玻璃上移动时，它可以变平并伸直。设计用于验证叶片施加的压力的传感器必须能够适应该压力的可变性质; 然后，用均匀的静压校准它可能没有意义。在这种情况下，设计一种模拟实际使用条件的校准方法 - 例如机器人校准夹具，其按下一片刀片，使其像在使用中一样滑动 - 是优选的。
虽然它很难掌握并且易于过度简化，但校准过程是开发
电容式压力变送器技术的关键部分，也是一个不容忽视的技术。
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