影響SMC壓力傳感器穩(wěn)定性的因素有哪些
SMC壓力傳感器由于未經(jīng)標定的系統(tǒng)只能使用典型的靈敏度和偏移值將輸出電壓轉(zhuǎn)換為壓力，測得的壓力將產(chǎn)生如圖 1 所示的誤差。
這種未經(jīng)標定的初始誤差由以下幾個部分組成：
a. 偏移量誤差。由于在整個壓力范圍內(nèi)垂直偏移保持恒定，因此變換器擴散和激光調(diào)節(jié)修正的變化將產(chǎn)生偏移量誤差。
b. 靈敏度誤差，產(chǎn)生誤差大小與壓力成正比。如果設(shè)備的靈敏度高于典型值，靈敏度誤差將是壓力的遞增函數(shù)。如果靈敏度低于典型值，那么靈敏度誤差將是壓力的遞減函數(shù)。該誤差的產(chǎn)生原因在于擴散過程的變化。
c. 線性誤差。這是一個對初始誤差影響較小的因素，該誤差的產(chǎn)生原因在于硅片的物理非線性，但對于帶放大器的傳感器，還應(yīng)包括放大器的非線性。線性誤差曲線可以是凹形曲線，也可以是凸形曲線。
d. 滯后誤差：在大多數(shù)情形中，滯后誤差*可以忽略不計，因為硅片具有很高的機械剛度。一般只需在壓力變化很大的情形中考慮滯后誤差。
標定可消除或地減小這些誤差，而補償技術(shù)通常要求確定系統(tǒng)實際傳遞函數(shù)的參數(shù)，而不是簡單的使用典型值。電位計、可調(diào)電阻以及其他硬件均可在補償過程中采用，而軟件則能更靈活地實現(xiàn)這種誤差補償工作。
一點標定法可通過消除傳遞函數(shù)零點處的漂移來補償偏移量誤差，這類標定方法稱為自動歸零。
SMC壓力傳感器偏移量標定則要困難一些，因為它要么需要一個壓力讀取系統(tǒng)，用以測量其在環(huán)境大氣壓力條件下的標定壓力值，要么需要獲取期望壓力的壓力控制器。
SMC壓力傳感器的零壓力標定非常，因為標定壓力嚴格為 0 。另一方面，壓力不為 0 時的標定度取決于壓力控制器或測量系統(tǒng)的。
選擇標定壓力
SMC壓力傳感器不穩(wěn)定輸出的信號就會有誤，給使用者帶來不便，因此，要提高穩(wěn)定性就要從源頭開始控制，掌握影響穩(wěn)定性的基本因素，盡力避免影響，然而影響測力傳感器穩(wěn)定性的因素有很多，具體都有哪些呢？這就是我們今天要講的重點了，下面一起來看看。
（1）SMC壓力傳感器的結(jié)構(gòu)，這和結(jié)構(gòu)有什么緊密關(guān)聯(lián)呢？先我們要知道傳感器的彈性元件、外殼、膜片以及上壓頭、下壓墊的設(shè)計，要保證受載后在結(jié)構(gòu)上不產(chǎn)生波動，或波動很小，這就要在設(shè)計的時候，盡量做到應(yīng)變區(qū)受力單一了，應(yīng)力均勻一致，貼片部位可以是平面，因此在結(jié)構(gòu)上，就要保證一定抗偏心載荷的能力，安裝遠離應(yīng)變區(qū)，測量時應(yīng)避免載荷支承點的位移。盡管測力傳感器屬于裝配制造產(chǎn)品，但為了保證具有較佳技術(shù)和長期穩(wěn)定性，盡可能將它設(shè)計成一個整體結(jié)構(gòu)。
（2）電阻應(yīng)變計應(yīng)具有較佳，要求靈敏系數(shù)穩(wěn)定性好，熱輸出小，機械滯后和蠕變小，應(yīng)變量為1000×10-6時疲勞壽命可達108，電阻值偏差小，批次質(zhì)量均一性好等。應(yīng)變粘結(jié)劑應(yīng)具有粘結(jié)強度大，抗剪強度高；彈性模量較大且穩(wěn)定；電絕緣好；具有與彈性元件相同或相近的熱膨脹系數(shù)；蠕變和滯后小；固化時膠層體積收縮小等。粘貼電阻應(yīng)變計時一定要嚴格控制膠層厚度，因為粘結(jié)強度隨膠層厚度的增加而降低。
（3）彈性元件的金屬材料，可不要小瞧它，它對測力傳感器的綜合和長期穩(wěn)定性起關(guān)鍵作用。所以應(yīng)選擇強度極限和彈性極限高，彈性模量的時間、溫度穩(wěn)定性好，彈性滯后小，機械加工和熱處理產(chǎn)生的殘余應(yīng)力小的材料。有資料表明:只要材料淬火后的塑性好，它在機械加工和熱處理后的殘余應(yīng)力就小。還要特別重視彈性模量隨時間的穩(wěn)定性，要求在SMC壓力傳感器使用壽命期間內(nèi)材料的彈性模具不發(fā)生變化。
（4）彈性元件在機械加工過程中，由于表面變形的不均勻產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，切削用量越大，殘余應(yīng)力就越大，磨削加工產(chǎn)生的殘余應(yīng)力大。因此應(yīng)制訂合理的加工工藝和規(guī)定適當(dāng)?shù)那邢饔昧?。彈性元件在熱處理過程中，由于冷卻溫度不均勻和金屬材料相變等原因，在芯部和表層產(chǎn)生方向不同的殘余應(yīng)力，其芯部為拉應(yīng)力，表層為壓應(yīng)力。必須通過回火處理工藝，在其內(nèi)部產(chǎn)生方向相反的應(yīng)力，與殘余應(yīng)力相互抵消，減少殘余應(yīng)力的影響。
這是一輛后加裝的胎壓監(jiān)測，只需要傳感器擰到氣門嘴上就可以了，缺點非常明顯，容易被盜。無論內(nèi)置外置原理都不復(fù)雜，傳感器將胎壓數(shù)據(jù)通過無線信號發(fā)送給接收器，然后通過顯示屏顯示出來。
SMC壓力傳感器更換電池要麻煩很多，因為它在輪胎里面，避免了風(fēng)吹雨淋日曬，使用壽命要長很多。電池的使用壽命也可達到5年左右。所以我們建議大家后加裝時，盡量選購內(nèi)置傳感器。下圖是其它其車型的內(nèi)置傳感器。
SMC壓力傳感器為什么原車胎壓監(jiān)測的電池可以用8-10年呢，主要是工作原理不一樣。原車的一般是車輛靜止30分鐘后，胎壓傳感器處于休眠狀態(tài)，當(dāng)車輛速度超過30KM/小時，傳感器每分鐘發(fā)送一次信號到接收器，發(fā)射頻率在433左右，而后加裝的胎壓傳感器只要輪胎轉(zhuǎn)動就會每隔5秒左右發(fā)射一次信號。對于行車安全性而言，當(dāng)然信號發(fā)送間隔時間越短越好。但是輪胎漏氣一般都是慢漏氣，如果是爆胎，瞬間漏氣，胎壓傳感器起不到任何作用。所以發(fā)送間隔時間1分鐘是合理的，這樣可以大幅提高電池使用壽命。
后說一下原車配備的胎壓傳感器的工作原理，胎壓傳感器信號通過發(fā)送433赫茲的無線信號給天線接收器，接收器通過中速CAN線將胎壓數(shù)據(jù)發(fā)送網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)再通過高速CAN將信號發(fā)送到車身控制電腦BCM，與BCM預(yù)設(shè)胎壓數(shù)據(jù)進行對比，如果胎壓過低，BCM會通過高速CAN經(jīng)過網(wǎng)關(guān)發(fā)送信號到儀表，顯示胎壓過低。
SMC壓力傳感器主要有偏移量誤差、靈敏度誤差、線性誤差和滯后誤差，本文將介紹這四種誤差產(chǎn)生的機理和對測試結(jié)果的影響，同時將介紹為提高測量精度的壓力標定方法以及應(yīng)用實例。
目前市場上傳感器種類豐富多樣，這使得設(shè)計工程師可以選擇系統(tǒng)所需的壓力傳感器。這些傳感器既包括基本的變換器，也包括更為復(fù)雜的帶有片上電路的高集成度傳感器。由于存在這些差異，設(shè)計工程師必須盡可能夠補償壓力傳感器的測量誤差，這是保證傳感器滿足設(shè)計和應(yīng)用要求的重要步驟。在某些情況下，補償還能提高傳感器在應(yīng)用中的整體。
偏移量、范圍標定以及溫度補償均可以通過薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，這種薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)在封裝過程中采用激光修正。
該傳感器通常與微控制器結(jié)合使用，而微控制器的嵌入軟件本身建立了傳感器數(shù)學(xué)模型。微控制器讀取了輸出電壓后，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器的變換，該模型可以將電壓量轉(zhuǎn)換為壓力測量值。
傳感器簡單的數(shù)學(xué)模型即為傳遞函數(shù)。該模型可在整個標定過程中進行優(yōu)化，并且模型的成熟度將隨標定點的增加而增加。
從計量學(xué)的角度看，測量誤差具有相當(dāng)嚴格的定義：它表征了測量壓力與實際壓力之間的差異。而通常無法直接得到實際壓力，但可以通過采用適當(dāng)?shù)膲毫藴始右怨烙?，計量人員通常采用那些精度比被測設(shè)備高出少 10 倍的儀器作為測量標準。

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