압력 측정에서는 측정 결과가 입력 압력의 변화를 즉시 반영하지 않거나 압력이 초기 상태로 돌아왔을 때 완전히 일치하지 않는 것을 알 수 있습니다. 예를 들어, 욕실 체중계를 사용하여 체중을 측정하는 경우 체중계 센서가 체중 판독값을 정확하게 감지하고 안정화하는 데 시간이 필요합니다. 그만큼응답 시간센서의 초기 데이터 변동이 발생합니다. 센서가 부하에 맞춰 조정되고 데이터 처리가 완료되면 판독값이 더욱 안정적인 결과를 표시합니다.이는 센서의 결함이 아니라 특히 실시간 데이터 처리 및 정상 상태 달성과 관련된 경우 많은 전자 측정 장치의 일반적인 특성입니다. 이 현상을 센서 히스테리시스라고 할 수 있습니다.
압력 센서의 히스테리시스란 무엇입니까?
감지기히스테리시스일반적으로 입력(예: 온도 또는 압력)에 변화가 있고 출력 신호가 입력 변화를 즉시 따르지 않거나 입력이 원래 상태로 돌아올 때 출력 신호가 초기 상태로 완전히 되돌아가지 않을 때 나타납니다. . 이러한 현상은 센서의 특성곡선에서 볼 수 있는데, 입력과 출력 사이에 직선이 아닌 루프 형태의 지연 곡선이 존재합니다. 구체적으로 특정 특정 값부터 입력을 증가시키기 시작하면 그에 따라 센서의 출력도 증가합니다. 그러나 입력이 다시 원래 지점으로 감소하기 시작하면 감소 과정에서 출력 값이 원래 출력 값보다 높아지면서 루프를 형성하거나히스테리시스 루프. 이는 증가 및 감소 과정에서 동일한 입력 값이 두 개의 다른 출력 값에 해당함을 보여주며, 이는 히스테리시스를 직관적으로 표시합니다.
이 다이어그램은 압력 적용 프로세스 중 압력 센서의 출력과 적용 압력 사이의 관계를 히스테리시스 곡선 형태로 보여줍니다. 가로축은 센서 출력을 나타내고, 세로축은 가해진 압력을 나타냅니다. 빨간색 곡선은 압력이 점차 증가함에 따라 센서 출력이 증가하는 과정을 나타내며, 낮은 압력에서 높은 압력까지의 반응 경로를 보여줍니다. 파란색 곡선은 적용된 압력이 감소하기 시작하면 높은 압력에서 다시 낮은 압력으로 센서 출력도 감소함을 나타내며 압력을 내리는 동안 센서의 반응을 나타냅니다. 두 곡선 사이의 영역인 히스테리시스 루프는 로드 및 언로드 중 동일한 압력 수준에서 센서 출력의 차이를 표시하며, 이는 일반적으로 센서 재료의 물리적 특성과 내부 구조로 인해 발생합니다.
압력 히스테리시스의 이유
히스테리시스 현상압력 센서주로 센서의 물리적 특성 및 작동 메커니즘과 밀접하게 관련된 두 가지 주요 요소의 영향을 받습니다.
- 재료의 탄성 히스테리시스 모든 재료는 외부 힘을 받을 때 어느 정도의 탄성 변형을 겪게 되는데, 이는 적용된 힘에 대한 재료의 직접적인 반응입니다. 외력이 제거되면 재료는 원래 상태로 돌아가려고 합니다. 그러나 이러한 회복은 재료 내부 구조 내의 불균일성과 반복적인 로딩 및 언로딩 중에 내부 미세 구조의 약간의 비가역적 변화로 인해 완전하지 않습니다. 이로 인해 지속적인 로드 및 언로드 프로세스 중에 기계적 동작 출력이 지연됩니다.탄성 히스테리시스. 이러한 현상은 특히 응용 프로그램에서 두드러집니다.압력 센서, 센서는 종종 압력 변화를 정확하게 측정하고 반응해야 하기 때문입니다.
- 마찰 압력 센서의 기계적 구성 요소, 특히 움직이는 부품과 관련된 구성 요소에서는 마찰이 불가피합니다. 이러한 마찰은 슬라이딩 접점, 베어링 등과 같은 센서 내부의 접촉에서 발생할 수 있습니다. 센서가 압력을 견딜 때 이러한 마찰 지점은 센서 내부 기계 구조의 자유로운 움직임을 방해하여 센서의 반응과 반응 사이에 지연을 일으킬 수 있습니다. 실제 압력. 압력이 언로드될 때 동일한 마찰력으로 인해 내부 구조가 즉시 정지하는 것을 방지할 수 있으므로 언로드 단계에서 히스테리시스도 표시됩니다.
이 두 가지 요소는 함께 반복적인 로딩 및 언로딩 테스트 중에 센서에서 관찰되는 히스테리시스 루프로 이어지며, 이는 정밀도와 반복성이 매우 요구되는 응용 분야에서 종종 특히 우려되는 특성입니다. 이러한 히스테리시스 현상의 영향을 줄이려면 센서의 신중한 설계와 재료 선택이 중요하며, 응용 분야에서 이러한 히스테리시스를 보상하려면 소프트웨어 알고리즘이 필요할 수도 있습니다.
히스테리시스 현상압력 센서센서의 물리적, 화학적 특성과 작동 환경과 직접적으로 관련된 다양한 요인의 영향을 받습니다.
센서 히스테리시스를 유발하는 요인은 무엇입니까?
1. 재료의 성질
- 탄성 계수: 재료의 탄성 계수는 힘이 가해질 때 탄성 변형 정도를 결정합니다. 탄성 계수가 높은 재료는 변형이 적고탄성 히스테리시스상대적으로 낮을 수도 있습니다.
- 포아송 비: 포아송 비는 힘을 가할 때 재료의 세로 신장에 대한 측면 수축의 비율을 나타내며, 이는 하중을 가하고 내리는 동안 재료의 거동에도 영향을 줍니다.
- 내부 구조: 결정 구조, 결함 및 함유물을 포함한 재료의 미세 구조는 기계적 거동 및 히스테리시스 특성에 영향을 미칩니다.
2. 제조공정
- 가공 정밀도: 센서 부품 가공의 정밀도는 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 정밀도가 높은 부품은 더 잘 맞고, 잘 맞지 않아 발생하는 추가적인 마찰과 응력 집중을 줄입니다.
- 표면 거칠기: 표면 거칠기와 같은 표면 처리 품질은 마찰의 크기에 영향을 미치므로 센서의 응답 속도와 히스테리시스에 영향을 미칩니다.
- 온도 변화는 탄성 계수, 마찰 계수와 같은 재료의 물리적 특성에 영향을 미칩니다. 고온은 일반적으로 재료를 더 부드럽게 만들어 탄성 계수를 감소시키고 마찰을 증가시켜 히스테리시스를 증가시킵니다. 반대로, 낮은 온도는 재료를 더 단단하고 부서지기 쉽게 만들어 다양한 방식으로 히스테리시스에 영향을 줄 수 있습니다.
3. 온도
- 온도 변화는 탄성 계수, 마찰 계수와 같은 재료의 물리적 특성에 영향을 미칩니다. 고온은 일반적으로 재료를 더 부드럽게 만들어 탄성 계수를 감소시키고 마찰을 증가시켜 히스테리시스를 증가시킵니다. 반대로, 낮은 온도는 재료를 더 단단하고 부서지기 쉽게 만들어 다양한 방식으로 히스테리시스에 영향을 줄 수 있습니다.
위험
히스테리시스의 존재압력 센서측정 오류가 발생하여 센서의 정확성과 신뢰성에 영향을 줄 수 있습니다. 정밀 산업 공정 제어 및 중요 의료 장비 모니터링과 같이 고정밀 측정이 필요한 응용 분야에서 히스테리시스는 심각한 측정 오류로 이어질 수 있으며 전체 측정 시스템의 오류를 유발할 수도 있습니다. 따라서 히스테리시스의 영향을 이해하고 최소화하는 것은 효율적이고 정확한 작동을 보장하는 핵심 부분입니다.압력 센서.
압력 센서의 히스테리시스 솔루션:
가능한 가장 낮은 히스테리시스 효과를 보장하기 위해압력 센서, 제조업체는 센서 성능을 최적화하기 위해 몇 가지 주요 조치를 취했습니다.
- 재료 선택: 재료 선택은 히스테리시스에서 결정적인 역할을 합니다. 따라서 제조업체는 다이어프램, 씰, 충전 유체 등 센서 구성에 사용되는 핵심 재료를 신중하게 선택하여 다양한 작동 조건에서 이력 현상을 최소화합니다.
- 설계 최적화: 제조업체는 다이어프램의 모양, 크기, 두께 등 센서의 구조적 설계를 개선하고 밀봉 방법을 최적화함으로써 마찰, 정지 마찰 및 재료 변형으로 인한 히스테리시스를 효과적으로 줄일 수 있습니다.
- 노화 처리: 새로 제조된 센서는 상당한 초기 히스테리시스를 나타낼 수 있습니다. 을 통해노화치료특정 테스트 프로그램을 사용하면 재료를 가속화하여 안정화하고 적응할 수 있으므로 초기 히스테리시스를 줄일 수 있습니다. 아래 이미지는XDB305겪고 있는노화치료.
- 엄격한 생산 제어: 제조업체는 생산 공정 중 공차와 품질을 엄격하게 제어함으로써 각 센서의 일관성을 보장하고 생산 변동이 히스테리시스에 미치는 영향을 최소화합니다.
- 고급 교정 및 보상: 일부 제조업체는 고급 디지털 보상 기술과 다중 지점 교정 방법을 사용하여 센서 출력의 히스테리시스를 정확하게 모델링하고 교정합니다.
- 성능 테스트 및 등급 지정: 모든 센서는 히스테리시스 특성을 평가하기 위해 상세한 테스트를 거칩니다. 테스트 결과에 따라 특정 히스테리시스 표준을 충족하는 제품만 시장에 출시되도록 센서 등급이 결정됩니다.
- 가속 수명 테스트: 예상 수명 전반에 걸쳐 센서의 성능 안정성을 확인하기 위해 제조업체는 샘플에 대해 가속 노화 및 수명 테스트를 실시하여 히스테리시스가 허용 가능한 한도 내에 유지되는지 확인합니다.
이러한 포괄적인 조치는 제조업체가 히스테리시스 현상을 효과적으로 제어하고 줄이는 데 도움이 됩니다.압력 센서, 센서가 실제 응용 분야에서 높은 정확성과 신뢰성 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.
게시 시간: 2024년 5월 9일