藍(lán)寶石壓力傳感器溫度補(bǔ)償誤差的計(jì)算方法
與美國(guó)、歐洲等國(guó)家或國(guó)內(nèi)的計(jì)算方法是不太一樣的。這是由藍(lán)寶石的物理機(jī)械特性所決定的。由于藍(lán)寶石傳感器輸入信號(hào)的變化是非線(xiàn)性的(近似于拋物線(xiàn)),所以規(guī)定以%/10 OC所表示的補(bǔ)充誤差,對(duì)于這種類(lèi)型的傳感器來(lái)說(shuō)是沒(méi)有意義的。
如果采用微處理器方式對(duì)溫度誤差進(jìn)行補(bǔ)償,則必須清楚,對(duì)于鈦-硅藍(lán)寶石原理的壓力傳感器來(lái)說(shuō),其溫度特性,無(wú)論是初始零點(diǎn)信號(hào),還是靈敏度,都呈拋物線(xiàn)型,即UT=Uo+AT+BT*T。 不能通過(guò)線(xiàn)性函數(shù)的方式對(duì)溫度特性進(jìn)行描述。俄羅斯采用指定補(bǔ)充溫度誤差△T的范圍這一方法,來(lái)確定溫度誤差。
如果橫軸表示被測(cè)介質(zhì)的溫度;縱軸表示某個(gè)壓力下的傳感器輸入信號(hào)。 藍(lán)寶石壓力傳感器不是按點(diǎn)進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)?,而是按照一定的溫度間隔進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)?
T0—這是客戶(hù)的被測(cè)介質(zhì)工作溫度(例如T0為+1000C)。正是在這一溫度下,進(jìn)行傳感器的標(biāo)定工作,同時(shí)也是在這一溫度下,它的基本誤差(即實(shí)際曲線(xiàn)與理想的4-20mA之間的偏差)不會(huì)超過(guò)在合格證中列出的誤差(0.1%、0.2%、0.50%)。溫度補(bǔ)償在50 OC ~ +150OC的范圍內(nèi)進(jìn)行,也就是在工作溫度附近100度的間隔范圍內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)的溫度與工作溫度T0 的差值向低方向變化時(shí)(溫度T1),或向高方向變化時(shí)(溫度T2),輸出信號(hào)將發(fā)生變化(如圖所示)。此時(shí),會(huì)產(chǎn)生輔助誤差。并且,信號(hào)的變化是非線(xiàn)性的(近似于拋物線(xiàn))。所以,按照 %/10 OC的方式整定輔助誤差是沒(méi)有意義的。
這里采用的是確定輔助溫度誤差區(qū)域△T的方法。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)的溫度在工作溫度附近100 OC的范圍內(nèi)變化時(shí),輸出信號(hào)將在△T的界限內(nèi)變化。因此,如果變送器的工作溫度接近于工作溫度T0,則輔助溫度誤差僅僅為(10/50)2=1/25△T。
如果以溫度曲線(xiàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),通過(guò)初始信號(hào)的3個(gè)值,畫(huà)一條拋物線(xiàn)的話(huà)(只能有一條拋物線(xiàn)),則沿著這條拋物線(xiàn)可計(jì)算出任何溫度下的零點(diǎn)信號(hào)。并且,這些零點(diǎn)信號(hào)與實(shí)際值的偏差非常小。同樣,如果在3個(gè)溫度下計(jì)算輸出信號(hào)的變化范圍(Umax-Uo),并沿這些值形成一個(gè)拋物線(xiàn),則同樣可以計(jì)算出該范圍在任何溫度下的值。如果將這兩條拋物線(xiàn)存入微處理器中,就可以以極高的精度對(duì)溫度進(jìn)行補(bǔ)償。有關(guān)溫度的相關(guān)數(shù)據(jù),可以通過(guò)測(cè)量傳感器的橋路電阻獲得。澤天傳感,轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留。
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