Bosimni o'lchashda siz o'lchov natijalari kirish bosimidagi o'zgarishlarni darhol aks ettirmasligini yoki bosim dastlabki holatiga qaytganda to'liq mos kelmasligini sezishingiz mumkin. Misol uchun, vaznni o'lchash uchun hammom tarozidan foydalanganda, tarozi sensori sizning vazningizni aniq his qilish va o'qishni barqarorlashtirish uchun vaqt talab qiladi. Thejavob vaqtisensorning dastlabki o'zgarishlariga olib keladi. Sensor yukga moslashsa va ma'lumotlarni qayta ishlashni tugatgandan so'ng, o'qishlar yanada barqaror natijalarni ko'rsatadi.Bu sensorning nuqsoni emas, balki ko'plab elektron o'lchash qurilmalarining odatiy xususiyati, ayniqsa real vaqtda ma'lumotlarni qayta ishlash va barqaror holatga erishish bilan bog'liq. Ushbu hodisani sensorli histerezis deb atash mumkin.
Bosim sensorlarida histerezis nima?
Sensorhisterezisodatda kirishda (masalan, harorat yoki bosim) o'zgarish bo'lganda namoyon bo'ladi va chiqish signali kirish o'zgarishiga darhol ergashmaydi yoki kirish dastlabki holatiga qaytganda, chiqish signali to'liq dastlabki holatiga qaytmaydi. . Ushbu hodisani sensorning xarakterli egri chizig'ida ko'rish mumkin, bu erda to'g'ri chiziq emas, balki kirish va chiqish o'rtasida pastadir shaklidagi egri chiziq mavjud. Xususan, ma'lum bir o'ziga xos qiymatdan kirishni oshirishni boshlasangiz, sensorning chiqishi ham shunga mos ravishda ortadi. Biroq, kirish asl nuqtaga qaytarila boshlaganda, siz qisqarish jarayonida chiqish qiymatlari asl chiqish qiymatlaridan yuqori ekanligini ko'rasiz, bu esa pastadir yoki tsiklni hosil qiladi.histerezis halqasi. Bu shuni ko'rsatadiki, o'sish va pasayish jarayonida bir xil kirish qiymati ikki xil chiqish qiymatiga mos keladi, bu histerezisning intuitiv ko'rinishidir.
Diagrammada bosimni qo'llash jarayonida bosim sensoridagi chiqish va qo'llaniladigan bosim o'rtasidagi munosabat ko'rsatilgan, histerezis egri shaklida ifodalanadi. Gorizontal o'q sensorning chiqishini, vertikal o'q esa qo'llaniladigan bosimni ifodalaydi. Qizil egri chiziq bosimning asta-sekin ortib borishi bilan sensorning chiqishi ortib borayotgan jarayonni ifodalaydi va past bosimdan yuqori bosimgacha bo'lgan javob yo'lini ko'rsatadi. Moviy egri chiziq qo'llaniladigan bosim pasayishni boshlaganda, sensorning chiqishi ham pasayadi, yuqori bosimdan pastgacha, bosimni tushirish paytida sensorning reaktsiyasini tasvirlaydi. Ikki egri chiziq orasidagi maydon, histerezis pastadir, odatda sensor materialining jismoniy xususiyatlari va ichki tuzilishi tufayli yuzaga keladigan yuklash va tushirish paytida bir xil bosim darajasida sensor chiqishidagi farqni ko'rsatadi.
Bosim histerizisining sabablari
Gisterezis hodisasibosim sensorlariasosan sensorning jismoniy xususiyatlari va ishlash mexanizmi bilan chambarchas bog'liq bo'lgan ikkita asosiy omil ta'sir qiladi:
- Materialning elastik histerizisi Har qanday material tashqi kuchlar ta'sirida ma'lum darajada elastik deformatsiyaga uchraydi, materialning qo'llaniladigan kuchlarga bevosita javobidir. Tashqi kuch olib tashlanganda, material asl holatiga qaytishga harakat qiladi. Biroq, bu qayta tiklanish materialning ichki tuzilishidagi bir xil bo'lmaganligi va takroriy yuklash va tushirish paytida ichki mikro tuzilmadagi ozgina qaytarilmas o'zgarishlar tufayli to'liq emas. Bu uzluksiz yuklash va tushirish jarayonlarida mexanik xatti-harakatlarning kechikishiga olib keladi, deb nomlanadielastik histerezis. Bu hodisa, ayniqsa, qo'llanilishida yaqqol namoyon bo'ladibosim sensorlari, chunki sensorlar ko'pincha bosim o'zgarishini aniq o'lchashlari va javob berishlari kerak.
- Ishqalanish Bosim sensori mexanik qismlarida, ayniqsa harakatlanuvchi qismlarda ishqalanish muqarrar. Bu ishqalanish sensor ichidagi kontaktlardan, masalan, sirg'aluvchi kontakt nuqtalari, podshipniklar va boshqalardan kelib chiqishi mumkin. Sensor bosim ko'targanda, bu ishqalanish nuqtalari sensorning ichki mexanik tuzilmalarining erkin harakatlanishiga xalaqit berishi mumkin, bu esa sensorning javobi va sensori o'rtasida kechikishga olib kelishi mumkin. haqiqiy bosim. Bosim tushirilganda, bir xil ishqalanish kuchlari ichki tuzilmalarning darhol to'xtab qolishiga to'sqinlik qilishi mumkin, shuning uchun tushirish bosqichida histerezis ham namoyon bo'ladi.
Bu ikki omil birgalikda takroriy yuklash va tushirish sinovlari paytida datchiklarda kuzatilgan histerezis halqasiga olib keladi, bu xususiyat ko'pincha aniqlik va takrorlanuvchanlik yuqori talab qilinadigan ilovalarda alohida tashvish tug'diradi. Ushbu histerezis hodisasining ta'sirini kamaytirish uchun sensor uchun ehtiyotkorlik bilan dizayn va material tanlash juda muhimdir va ilovalarda ushbu histerezisni qoplash uchun dasturiy ta'minot algoritmlari ham kerak bo'lishi mumkin.
Gisterezis hodisasibosim sensorlarisensorning fizik va kimyoviy xossalari va uning ish muhitiga bevosita bog'liq bo'lgan turli omillar ta'sir qiladi.
Sensor histerizisiga qanday omillar sabab bo'ladi?
1. Materiallar xossalari
- Elastik modul: Materialning elastik moduli kuch ta'sirida elastik deformatsiya darajasini belgilaydi. Yuqori elastik modulli materiallar kamroq deformatsiyalanadi va ularningelastik histerezisnisbatan pastroq bo‘lishi mumkin.
- Puasson nisbati: Puasson nisbati kuch ta'sirida materialdagi lateral qisqarish va bo'ylama cho'zilish nisbatini tavsiflaydi, bu ham yuklash va tushirish paytida materialning harakatiga ta'sir qiladi.
- Ichki tuzilish: kristall tuzilishi, nuqsonlar va qo'shimchalarni o'z ichiga olgan materialning mikro tuzilishi uning mexanik harakati va histerezis xususiyatlariga ta'sir qiladi.
2. Ishlab chiqarish jarayoni
- Ishlov berishning aniqligi: Sensor komponentlarini qayta ishlashning aniqligi uning ishlashiga bevosita ta'sir qiladi. Yuqori aniqlikka ega bo'lgan komponentlar yaxshiroq moslashadi, bu esa noto'g'ri o'rnatish natijasida yuzaga keladigan qo'shimcha ishqalanish va stress kontsentratsiyasini kamaytiradi.
- Sirtning pürüzlülüğü: sirt pürüzlülüğü kabi sirtni tozalash sifati ishqalanish kattaligiga ta'sir qiladi va shu bilan sensorning javob tezligi va histereziga ta'sir qiladi.
- Haroratning o'zgarishi materiallarning fizik xususiyatlariga, masalan, elastik modul va ishqalanish koeffitsientiga ta'sir qiladi. Yuqori haroratlar odatda materiallarni yumshoqroq qiladi, elastik modulni kamaytiradi va ishqalanishni oshiradi va shu bilan histerezisni oshiradi. Aksincha, past haroratlar materiallarni qattiqroq va mo'rtroq qilib, histerezga turli yo'llar bilan ta'sir qilishi mumkin.
3. Harorat
- Haroratning o'zgarishi materiallarning fizik xususiyatlariga, masalan, elastik modul va ishqalanish koeffitsientiga ta'sir qiladi. Yuqori haroratlar odatda materiallarni yumshoqroq qiladi, elastik modulni kamaytiradi va ishqalanishni oshiradi va shu bilan histerezisni oshiradi. Aksincha, past haroratlar materiallarni qattiqroq va mo'rtroq qilib, histerezga turli yo'llar bilan ta'sir qilishi mumkin.
Xatarlar
Histerisisning mavjudligibosim sensorlarisensorning aniqligi va ishonchliligiga ta'sir qiluvchi o'lchov xatolariga olib kelishi mumkin. Yuqori aniqlikdagi o'lchovlarni talab qiladigan ilovalarda, masalan, sanoat jarayonlarini aniq nazorat qilish va muhim tibbiy asbob-uskunalarni kuzatish, histerezis muhim o'lchov xatolariga olib kelishi va hatto butun o'lchov tizimining ishlamay qolishiga olib kelishi mumkin. Shuning uchun histerezis ta'sirini tushunish va minimallashtirish samarali va to'g'ri ishlashini ta'minlashning asosiy qismidir.bosim sensorlari.
Bosim sensorlaridagi histerezis uchun echimlar:
Eng past histerezis ta'sirini ta'minlash uchunbosim sensorlari, ishlab chiqaruvchilar sensorning ishlashini optimallashtirish uchun bir nechta asosiy choralarni ko'rdilar:
- Materiallarni tanlash: histerezda materiallarni tanlash hal qiluvchi rol o'ynaydi. Shuning uchun ishlab chiqaruvchilar turli xil ish sharoitlarida minimal histerezisni ko'rsatish uchun diafragmalar, muhrlar va suyuqliklarni to'ldirish kabi sensorlar qurilishida ishlatiladigan asosiy materiallarni diqqat bilan tanlaydilar.
- Dizaynni optimallashtirish: Diafragmalarning shakli, o'lchami va qalinligi kabi sensorlarning strukturaviy dizaynini takomillashtirish va muhrlash usullarini optimallashtirish orqali ishlab chiqaruvchilar ishqalanish, statik ishqalanish va material deformatsiyasidan kelib chiqadigan histerezisni samarali ravishda kamaytirishi mumkin.
- Qarishni davolash: Yangi ishlab chiqarilgan sensorlar sezilarli dastlabki histerezisni ko'rsatishi mumkin. orqaliqarishni davolashva maxsus test dasturlari, materiallar barqarorlashtirish va moslashish uchun tezlashtirilishi mumkin, bu esa bu dastlabki histerezisni kamaytiradi. Quyidagi rasmda ko'rsatilganXDB305o'tkazmoqdaqarishni davolash.
- Qattiq ishlab chiqarish nazorati: Ishlab chiqarish jarayonida tolerantlik va sifatni qat'iy nazorat qilish orqali ishlab chiqaruvchilar har bir sensorning mustahkamligini ta'minlaydi va ishlab chiqarish o'zgarishlarining histerezisga ta'sirini kamaytiradi.
- Kengaytirilgan kalibrlash va kompensatsiya: Ba'zi ishlab chiqaruvchilar sensor chiqishidagi histerezisni aniq modellashtirish va tuzatish uchun ilg'or raqamli kompensatsiya texnologiyasi va ko'p nuqtali kalibrlash usullaridan foydalanadilar.
- Ishlash testi va baholash: Barcha sensorlar histerisis xususiyatlarini baholash uchun batafsil sinovdan o'tadilar. Sinov natijalariga ko'ra, sensorlar faqat ma'lum histerezis standartlariga javob beradigan mahsulotlar bozorga chiqarilishini ta'minlash uchun tasniflanadi.
- Tezlashtirilgan hayot sinovi: Sensorlarning kutilgan umri davomida ishlash barqarorligini tekshirish uchun ishlab chiqaruvchilar histerezis maqbul chegaralar ichida qolishini ta'minlash uchun namunalarda tezlashtirilgan qarish va hayot sinovlarini o'tkazadilar.
Ushbu kompleks chora-tadbirlar ishlab chiqaruvchilarga histerezis fenomenini samarali nazorat qilish va kamaytirishga yordam beradibosim sensorlari, sensorlarning haqiqiy ilovalarda yuqori aniqlik va ishonchlilik talablariga javob berishini ta'minlash.
Xabar vaqti: 2024 yil 09-may