წნევის გაზომვისას შეიძლება შეამჩნიოთ, რომ გაზომვის შედეგები არ ასახავს შეყვანის წნევის ცვლილებებს ან სრულად არ შეესაბამება, როდესაც წნევა საწყის მდგომარეობას უბრუნდება. მაგალითად, წონის გასაზომად აბაზანის სასწორის გამოყენებისას, სასწორის სენსორს დრო სჭირდება, რომ ზუსტად იგრძნოს და დაასტაბილუროს თქვენი წონა. Theრეაგირების დროსენსორი იწვევს საწყისი მონაცემების რყევებს. მას შემდეგ, რაც სენსორი მოერგება დატვირთვას და დაასრულებს მონაცემთა დამუშავებას, წაკითხვები აჩვენებს უფრო სტაბილურ შედეგებს.ეს არ არის სენსორის დეფექტი, არამედ მრავალი ელექტრონული საზომი მოწყობილობის ნორმალური მახასიათებელი, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც საქმე ეხება მონაცემთა რეალურ დროში დამუშავებას და სტაბილურ მდგომარეობას. ამ ფენომენს შეიძლება ეწოდოს სენსორული ჰისტერეზი.
რა არის ჰისტერეზი წნევის სენსორებში?
სენსორიჰისტერეზიროგორც წესი, ვლინდება, როდესაც არის შეყვანის ცვლილება (როგორიცაა ტემპერატურა ან წნევა), და გამომავალი სიგნალი დაუყოვნებლივ არ მოჰყვება შეყვანის ცვლილებას, ან როდესაც შეყვანა უბრუნდება თავდაპირველ მდგომარეობას, გამომავალი სიგნალი სრულად არ უბრუნდება საწყის მდგომარეობას. . ეს ფენომენი ჩანს სენსორის დამახასიათებელ მრუდზე, სადაც შეყვანსა და გამომავალს შორის არის ჩამორჩენილი მარყუჟის ფორმის მრუდი, ვიდრე სწორი ხაზი. კერძოდ, თუ თქვენ დაიწყებთ შეყვანის გაზრდას გარკვეული კონკრეტული მნიშვნელობიდან, სენსორის გამომავალიც შესაბამისად გაიზრდება. თუმცა, როდესაც შეყვანა იწყებს თავდაპირველ წერტილამდე შემცირებას, აღმოაჩენთ, რომ გამომავალი მნიშვნელობები აღემატება თავდაპირველ გამომავალ მნიშვნელობებს შემცირების პროცესში, აყალიბებს მარყუჟს ანჰისტერეზის მარყუჟი. ეს გვიჩვენებს, რომ ზრდის და კლების პროცესის დროს, ერთი და იგივე შეყვანის მნიშვნელობა შეესაბამება ორ განსხვავებულ გამომავალ მნიშვნელობას, რაც არის ჰისტერეზის ინტუიციური ჩვენება.
დიაგრამა გვიჩვენებს კავშირი გამომავალსა და გამოყენებულ წნევას შორის წნევის სენსორში წნევის გამოყენების პროცესის დროს, რომელიც წარმოდგენილია ჰისტერეზისის მრუდის სახით. ჰორიზონტალური ღერძი წარმოადგენს სენსორის გამომავალს, ხოლო ვერტიკალური ღერძი წარმოადგენს ზეწოლას. წითელი მრუდი წარმოადგენს პროცესს, როდესაც სენსორის გამომუშავება იზრდება წნევის თანდათანობით გაზრდით, რაც აჩვენებს რეაგირების გზას დაბალიდან მაღალ წნევამდე. ცისფერი მრუდი მიუთითებს, რომ როდესაც გამოყენებული წნევა იწყებს შემცირებას, სენსორის გამომავალი ასევე მცირდება, მაღალი წნევით დაბალზე, რაც ასახავს სენსორის რეაქციას წნევის განტვირთვის დროს. ორ მრუდს შორის არე, ჰისტერეზის მარყუჟი, აჩვენებს განსხვავებას სენსორის გამომუშავებაში დატვირთვისა და გადმოტვირთვის დროს იმავე წნევის დონეზე, რაც ჩვეულებრივ გამოწვეულია სენსორის მასალის ფიზიკური თვისებებითა და შიდა სტრუქტურით.
წნევის ჰისტერეზის მიზეზები
ჰისტერეზის ფენომენიწნევის სენსორებიძირითადად გავლენას ახდენს ორი ძირითადი ფაქტორი, რომლებიც მჭიდრო კავშირშია სენსორის ფიზიკურ თვისებებთან და მუშაობის მექანიზმთან:
- მასალის ელასტიური ჰისტერეზი ნებისმიერი მასალა გაივლის დრეკადობის გარკვეულ ხარისხს, როდესაც ექვემდებარება გარე ძალებს. როდესაც გარე ძალა ამოღებულია, მასალა ცდილობს დაუბრუნდეს პირვანდელ მდგომარეობას. თუმცა, ეს აღდგენა არ არის დასრულებული მასალის შიდა სტრუქტურის არაერთგვაროვნების და შიდა მიკროსტრუქტურის უმნიშვნელო შეუქცევადი ცვლილებების გამო განმეორებითი დატვირთვისა და გადმოტვირთვის დროს. ეს იწვევს მექანიკური ქცევის გამომუშავების ჩამორჩენას უწყვეტი დატვირთვისა და გადმოტვირთვის პროცესების დროს, რომელიც ცნობილია როგორცელასტიური ჰისტერეზი. ეს ფენომენი განსაკუთრებით აშკარაა გამოყენებისასწნევის სენსორები, რადგან სენსორებს ხშირად სჭირდებათ წნევის ცვლილებების ზუსტად გაზომვა და რეაგირება.
- ხახუნი წნევის სენსორის მექანიკურ კომპონენტებში, განსაკუთრებით მოძრავ ნაწილებში, ხახუნი გარდაუვალია. ეს ხახუნი შეიძლება წარმოიშვას სენსორში არსებული კონტაქტებიდან, როგორიცაა მოცურების საკონტაქტო წერტილები, საკისრები და ა.შ. როდესაც სენსორი ატარებს წნევას, ამ ხახუნის წერტილებმა შეიძლება შეაფერხოს სენსორის შიდა მექანიკური სტრუქტურების თავისუფალ მოძრაობას, რაც იწვევს სენსორის პასუხსა და შეფერხებას შორის. რეალური წნევა. როდესაც წნევა განტვირთულია, იგივე ხახუნის ძალებმა შესაძლოა ხელი შეუშალოს შიდა სტრუქტურების მყისიერ გაჩერებას, რითაც ასევე გამოავლინოს ჰისტერეზი განტვირთვის ფაზაში.
ეს ორი ფაქტორი ერთად იწვევს ჰისტერეზის მარყუჟს, რომელიც შეინიშნება სენსორებში განმეორებითი დატვირთვისა და გადმოტვირთვის ტესტების დროს, მახასიათებელი, რომელიც ხშირად განსაკუთრებულ შეშფოთებას იწვევს აპლიკაციებში, სადაც სიზუსტე და განმეორებადობა დიდი მოთხოვნაა. ამ ჰისტერეზის ფენომენის ზემოქმედების შესამცირებლად, სენსორისთვის ფრთხილად დიზაინი და მასალის შერჩევა გადამწყვეტია და შესაძლოა საჭირო გახდეს პროგრამული ალგორითმები აპლიკაციებში ამ ჰისტერეზის კომპენსაციისთვის.
ჰისტერეზის ფენომენიწნევის სენსორებიგავლენას ახდენს სხვადასხვა ფაქტორები, რომლებიც პირდაპირ კავშირშია სენსორის ფიზიკურ და ქიმიურ თვისებებთან და მის სამუშაო გარემოსთან.
რა ფაქტორები იწვევს სენსორის ჰისტერეზს?
1. მასალის თვისებები
- ელასტიურობის მოდული: მასალის დრეკადობის მოდული განსაზღვრავს ელასტიური დეფორმაციის ხარისხს ძალის ზემოქმედებისას. უფრო მაღალი ელასტიურობის მოდულის მქონე მასალები ნაკლებად დეფორმირდება და მათიელასტიური ჰისტერეზიშეიძლება იყოს შედარებით დაბალი.
- პუასონის თანაფარდობა: პუასონის თანაფარდობა აღწერს მასალის გვერდითი შეკუმშვის თანაფარდობას გრძივი დრეკადის მიმართ, როდესაც მას ექვემდებარება ძალა, რაც ასევე გავლენას ახდენს მასალის ქცევაზე დატვირთვისა და გადმოტვირთვის დროს.
- შიდა სტრუქტურა: მასალის მიკროსტრუქტურა, მათ შორის კრისტალური სტრუქტურა, დეფექტები და ჩანართები, გავლენას ახდენს მის მექანიკურ ქცევაზე და ჰისტერეზის მახასიათებლებზე.
2. წარმოების პროცესი
- დამუშავების სიზუსტე: სენსორის კომპონენტის დამუშავების სიზუსტე პირდაპირ გავლენას ახდენს მის შესრულებაზე. უფრო მაღალი სიზუსტის მქონე კომპონენტები უკეთესად ჯდება, ამცირებს დამატებით ხახუნს და სტრესის კონცენტრაციას, რომელიც გამოწვეულია ცუდი მორგებით.
- ზედაპირის უხეშობა: ზედაპირის დამუშავების ხარისხი, როგორიცაა ზედაპირის უხეშობა, გავლენას ახდენს ხახუნის სიდიდეზე, რითაც გავლენას ახდენს სენსორის რეაგირების სიჩქარეზე და ჰისტერეზზე.
- ტემპერატურის ცვლილებები გავლენას ახდენს მასალების ფიზიკურ თვისებებზე, როგორიცაა დრეკადობის მოდული და ხახუნის კოეფიციენტი. მაღალი ტემპერატურა ზოგადად ხდის მასალებს უფრო რბილს, ამცირებს ელასტიურობის მოდულს და ზრდის ხახუნს, რითაც ზრდის ჰისტერეზის. პირიქით, დაბალმა ტემპერატურამ შეიძლება მასალები გახადოს უფრო მყარი და მტვრევადი, რაც გავლენას ახდენს ჰისტერეზზე სხვადასხვა გზით.
3. ტემპერატურა
- ტემპერატურის ცვლილებები გავლენას ახდენს მასალების ფიზიკურ თვისებებზე, როგორიცაა დრეკადობის მოდული და ხახუნის კოეფიციენტი. მაღალი ტემპერატურა ზოგადად ხდის მასალებს უფრო რბილს, ამცირებს ელასტიურობის მოდულს და ზრდის ხახუნს, რითაც ზრდის ჰისტერეზის. პირიქით, დაბალმა ტემპერატურამ შეიძლება მასალები გახადოს უფრო მყარი და მტვრევადი, რაც გავლენას ახდენს ჰისტერეზზე სხვადასხვა გზით.
რისკები
ჰისტერეზის არსებობაწნევის სენსორებიშეიძლება გამოიწვიოს გაზომვის შეცდომები, რაც გავლენას მოახდენს სენსორის სიზუსტესა და საიმედოობაზე. აპლიკაციებში, რომლებიც საჭიროებენ მაღალი სიზუსტის გაზომვებს, როგორიცაა ინდუსტრიული პროცესის ზუსტი კონტროლი და კრიტიკული სამედიცინო აღჭურვილობის მონიტორინგი, ჰისტერეზმა შეიძლება გამოიწვიოს გაზომვის მნიშვნელოვანი შეცდომები და გამოიწვიოს მთელი საზომი სისტემის უკმარისობა. ამრიგად, ჰისტერეზის გავლენის გაგება და მინიმიზაცია არის ეფექტური და ზუსტი ფუნქციონირების უზრუნველსაყოფად.წნევის სენსორები.
გადაწყვეტილებები ჰისტერეზისთვის წნევის სენსორებში:
ჰისტერეზის ყველაზე დაბალი შესაძლო ეფექტის უზრუნველსაყოფადწნევის სენსორებიმწარმოებლებმა მიიღეს რამდენიმე ძირითადი ზომა სენსორის მუშაობის ოპტიმიზაციისთვის:
- მასალის შერჩევა: მასალების არჩევანი გადამწყვეტ როლს თამაშობს ჰისტერეზში. ამიტომ, მწარმოებლები გულდასმით ირჩევენ სენსორების მშენებლობაში გამოყენებულ ძირითად მასალებს, როგორიცაა დიაფრაგმები, ლუქები და სითხეების შევსება, რათა უზრუნველყონ, რომ ისინი ავლენენ მინიმალურ ჰისტერეზს სხვადასხვა სამუშაო პირობებში.
- დიზაინის ოპტიმიზაცია: სენსორების სტრუქტურული დიზაინის გაუმჯობესებით, როგორიცაა დიაფრაგმის ფორმა, ზომა და სისქე, და დალუქვის მეთოდების ოპტიმიზაცია, მწარმოებლებს შეუძლიათ ეფექტურად შეამცირონ ხახუნის, სტატიკური ხახუნის და მასალის დეფორმაციის შედეგად გამოწვეული ჰისტერეზი.
- დაბერების მკურნალობა: ახლად წარმოებულმა სენსორებმა შეიძლება გამოავლინონ მნიშვნელოვანი საწყისი ჰისტერეზი. მეშვეობითდაბერების მკურნალობადა სპეციფიური ტესტირების პროგრამებში, მასალების დაჩქარება შესაძლებელია სტაბილიზაციისა და ადაპტაციისთვის, რითაც შემცირდება ეს საწყისი ჰისტერეზი. ქვემოთ მოყვანილი სურათი გვიჩვენებსXDB305გადისდაბერების მკურნალობა.
- წარმოების მკაცრი კონტროლი: წარმოების პროცესში ტოლერანტობისა და ხარისხის მკაცრი კონტროლით, მწარმოებლები უზრუნველყოფენ თითოეული სენსორის თანმიმდევრულობას და მინიმუმამდე ამცირებენ წარმოების ვარიაციების გავლენას ჰისტერეზზე.
- გაფართოებული კალიბრაცია და კომპენსაცია: ზოგიერთი მწარმოებელი იყენებს მოწინავე ციფრული კომპენსაციის ტექნოლოგიას და მრავალპუნქტიანი კალიბრაციის მეთოდებს სენსორის გამოსავალებში ჰისტერეზის ზუსტად მოდელირებისთვის და გამოსასწორებლად.
- შესრულების ტესტირება და შეფასება: ყველა სენსორი გადის დეტალურ ტესტირებას მათი ჰისტერეზის მახასიათებლების შესაფასებლად. ტესტის შედეგების საფუძველზე, სენსორები ფასდება, რათა უზრუნველყოფილი იყოს მხოლოდ ისტერეზისის სპეციფიკური სტანდარტების შესაბამისი პროდუქტების გაყიდვა ბაზარზე.
- დაჩქარებული სიცოცხლის ტესტირება: სენსორების მუშაობის სტაბილურობის შესამოწმებლად მათი მოსალოდნელი სიცოცხლის ხანგრძლივობის განმავლობაში, მწარმოებლები ატარებენ დაჩქარებულ დაბერების და სიცოცხლის ტესტებს ნიმუშებზე, რათა დარწმუნდნენ, რომ ჰისტერეზი რჩება მისაღებ საზღვრებში.
ეს ყოვლისმომცველი ზომები ეხმარება მწარმოებლებს ეფექტურად აკონტროლონ და შეამცირონ ჰისტერეზის ფენომენიწნევის სენსორები, იმის უზრუნველსაყოფად, რომ სენსორები აკმაყოფილებენ მაღალი სიზუსტისა და საიმედოობის მოთხოვნებს რეალურ პროგრამებში.
გამოქვეყნების დრო: მაისი-09-2024