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压力传感器校准与补偿
设计和制造一个高精度、高稳定性的压力传感器,主要在两方面进行考虑,一是原理和结构的设计,涉及弹性体材料、应变合金材料的选取,应变结构的设计,镀膜、光刻、热处理等工艺的研究。另一方面是传感器探头的信号调理,主要是对传感器探头的输出信号进行放大、有效信号转换,并对零点、线性、温漂等误差进行补偿,进一步提高产品性能。特别在环境温度变化较大的场合,带来的测量误差较大,一般需要进行综合技术补偿。
如今经过MEMS (微机电系统)制作的压力传感器的灵敏度、线性度有了很大的提高,但由于IC制造工艺和器件的温度特性等因素,压力传感器中的零点误差、灵敏度误差和温度漂移的缺点仍无法根本克服,这就要借助后续信号处理(补偿)技术。该技术主要包括对每个压力传感器的误差进行校正,对温度漂移进行补偿。对压力传感器信号补偿校正这一领域里,国外一直都走在***,取得了很大的进步,并已应用于相关的生产实践中。虽然信号调理模块能够用运算放大器和分立电路元件构成,但是集成信号调理芯片具有成本低、体积小和设计时间短的优点。传统的压力传感器通常都采用手动补偿的方法以消除它们的失调和量程误差。这通常是通过在传感器的桥臂上串联或并联一个特定的电阻网络来实现的。这种方法存在着效率低,工作量大,精度低,灵活性差等特点。随着电子技术的发展,将微处理器、微控制器引入到传感器领域,便出现了 “智能传感器”的概念。
利用集信号处理、温度补偿于一体的压力传感器专用信号调理芯片(SCC)进行压力传感器信号调理的方法受到了国内外的广泛使用。这种方法以其高集成、多功能的优点***的提高了压力传感器的性价比。这类芯片的温度补偿方法与利用DPS和MCU的软件补偿类似,即先通过温度传感器检测环境温度,然后从预先设置好参数的存储器中取出对应该温度的零点和灵敏度温度修正系数,经D/A转换成模拟量,修正传感器输出信号中零点温度漂移和灵敏度温度漂移。
压力变送器检定标准器选定的两大误区
压力变送器的检定不同于压力表的检定，影响测量不确定的因素包括标准压力发生器和输出电信号两个方面，所以对其检定标准器的选定要利用评定标准器带来的不确定度的方法进行。如果没有按照规程要求方法进行选定，就有可能造成利用准确等级选择标准器、选定的标准器可以覆盖其量程范围两个误区。对误区的产生进行了详细的分析，并使用实例进行了验证。
压力变送器是工业实践中最常用的一种传感仪表，在自动化工控制系统中占有重要地位，广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航天航空、***、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。准确地对压力变送器进行检定时***压力测量可靠的重要手段。
压力变送器检定标准器选定误区
为了对压力变送器进行检定必须建立相应的测量标准，标准器的选择是顺利开展检定工作的重要环节。根据JJG882-2004《压力变送器检定规程》6.2.1.1中描述，检定时所需的标准仪器及配套设备可按被检压力变送器的规格进行选择并组合成套。成套后的标准器，包括整个检定设备在内检定时引入的扩展不确定U95应不超过被减压力变送器允许误差值的1/4；对0.1级和0.05级被检压力变送器，由此引入的U95应不超过被减压力变送器允许误差值的1/3。
误区一：利用准确度等级选择标准器
实际工作中，有的计量技术机构并没有按照不确定评定方法选择标准器、验证其符合性，而是按照压力变送器的准确度等级进行选择。实例1：需检定0.2级及以下压力变送器，按照1/4原则选择0.05级的压力标准器；或者配备了0.05级的压力标准器，建标时间按1/4原则评定可以开展02级及以下压力变送器的检定。利用准确精度等级选择标准器的方法是压力变送器检定的误区，此时选定的标准器可能无法满足规程的要求。
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