壓力傳感器出現非線性的原因是什么？
作者：Dytran傳感器
發(fā)布時間：2022-05-23 20:41
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壓力變送器的主要部件就是壓力傳感器，現在比較常見的壓力傳感器是壓阻式壓力傳感器，其輸出的信號具有非常明顯的非線性，這將直接對壓力變送器的性能和測量精度造成影響。那么，壓力傳感器出現非線性的原因是什么？下面我們就來介紹。
壓力傳感器的非線性是什么？
根據定義來看，壓力傳感器的非線性是壓力傳感器的輸出隨著壓力的變化呈現出一條特性曲線，這條曲線會和擬合直線的最大偏差值與傳感器滿量程輸出的百分比就被稱為非線性，它的大小決定了壓力傳感器的非線性好壞。簡單來說就是輸出的特性曲線和擬合直線的偏差狀態(tài)就是非線性的。
Dytran 2301C 電荷型壓力傳感器
為何壓力傳感器會出現非線性？
壓阻式壓力傳感器比較多的使用橋式來對電路進行測量，在最初的狀態(tài)下，四個橋臂的電阻值是一樣的。當產生外力作用時，橋臂電阻就打破了原有的平衡狀態(tài)，進而在輸出端產生電位差，輸出電壓的帶下和電源電壓、橋臂電阻的相對變化成某種正比，橋臂電阻出現的這個相對變化量就決定了壓力傳感器的非線性程度。
但是每個壓阻式壓力傳感器在生產的過程中，都采用了某種特別的工藝，如老化、壓力沖擊、焊接等，都會對壓力傳感器的性能造成不同情況的影響。另外，在擴散硅片在生產的實際過程中，四個橋臂的電阻值幾乎不可能保持完全一樣，所以每個壓力傳感器都存在標稱的非線性。
怎樣計算出壓力傳感器的非線性值？
需要在規(guī)定的溫度下對壓力傳感器進行壓力測試，從零增加到滿量程。等到壓力穩(wěn)定后，降低壓力，歸零。然后在包括壓力傳感器測量上限和下限的全量程內，選擇6到11個均勻分布的測試點進行測試，而且反復進行三次或三次以上的升壓和降壓標定循環(huán)測試。
收集完數據后，還需要計算非線性指數，比較常用的非線性指標計算方法有兩種：最佳直線法、端基法和最小二乘法，很多的壓力傳感器使用的是最小二乘法計算非線性指數。
