다양한 물리량을 측정하기 위해 다양한 시스템과 유형의 장비를 사용합니다. 측정의 정확도는 다양한 요인에 따라 달라집니다. 측정에 사용되는 장비는 고온, 다습 또는 습도 조건에서 사용하거나 열화, 외부 충격 등을 받으면 정밀도를 잃을 수 있습니다. 이는 측정 오류로 볼 수 있습니다. 이 오류를 해결하고 필요한 장비 보정 방법을 변경하기 위해 사용됩니다. 오늘날 센서는 다양한 측정에 사용되고 있습니다. 온도, 색상, 습도 등을 측정하는 센서가 있습니다. 센서 교정은 센서 측정의 오류를 제거하는 데 중요한 역할을합니다.
센서 교정이란?
센서는 전자 장치입니다. 그들은 작업 환경의 변화에 민감합니다. 센서의 작업 환경에서 바람직하지 않고 갑작스러운 변화는 원하지 않는 출력 값을 제공합니다. 따라서 예상 출력은 측정 된 출력과 다릅니다. 예상 출력과 측정 된 출력 간의 이러한 비교를 센서 보정이라고합니다.
센서 보정은 센서의 성능을 높이는 데 중요한 역할을합니다. 센서로 인한 구조적 오류를 측정하는 데 사용됩니다. 센서의 예상 값과 측정 된 값의 차이를 구조 오류라고합니다.
작동 원리
센서 보정은 센서의 성능과 정확도를 개선하는 데 도움이됩니다. 업계에서 센서 교정을 수행하는 두 가지 잘 알려진 프로세스가 있습니다. 첫 번째 방법에서 회사는 자체 제조 단위에 사내 교정 프로세스를 추가하여 센서의 개별 교정을 수행합니다. 여기에서 회사는 센서 출력 보정을 위해 설계에 필요한 하드웨어도 추가합니다. 이 프로세스를 통해 애플리케이션 별 요구 사항에 맞게 센서 보정을 변경할 수 있습니다. 그러나이 프로세스는 시장 출시 시간을 증가시킵니다.
이 사내 교정 프로세스의 대안으로 여러 제조 회사에서 고품질 자동차 등급의 센서 패키지를 제공합니다. MEMS 센서 완전한 시스템 레벨 교정과 함께. 이 프로세스에서 회사는 설계자가 센서의 기능과 성능을 개선하는 데 도움이되는 온보드 디지털 회로 및 소프트웨어를 포함합니다. 제품 설계 시간과 부품 수를 줄이기 위해 전압 조정 및 아날로그 신호 필터링 기술과 같은 디지털 회로가 포함됩니다. 전반적인 성능과 기능을 개선하기 위해 온보드 프로세서에는 정교한 센서 융합 알고리즘이 제공됩니다. 정교한 온보드 신호 처리 알고리즘 중 일부는 제조 시간을 단축하여 출시 기간을 단축하는데도 도움이됩니다.
표준 참조 방법
여기에서 센서 출력은 일부 센서의 오류를 파악하기 위해 표준 물리적 참조와 비교됩니다. 센서 교정의 예 눈금자와 미터 막대, 온도 센서의 경우-100C의 끓는 물, 물의 삼중점, 가속도계의 경우- '중력은 지구 표면에서 1G 일정합니다'.
교정 방법
센서에 사용되는 세 가지 표준 교정 방법이 있습니다. 그들은-
- 1 점 교정.
- 2 점 교정.
- 다점 곡선 피팅.
이러한 방법을 알기 전에 특성 곡선의 개념을 알아야합니다. 모든 센서에는 주어진 입력 값에 대한 센서의 응답을 보여주는 특성 곡선이 있습니다. 교정 프로세스에서 센서의이 특성 곡선은 이상적인 선형 응답과 비교됩니다.
특성 곡선과 함께 사용되는 일부 용어는 다음과 같습니다.
- 오프셋 –이 값은 센서 출력이 이상적인 선형 응답보다 높거나 낮은 지 여부를 알려줍니다.
- 감도 또는 기울기 – 센서 출력의 변화율을 제공합니다. 기울기의 차이는 센서 출력이 이상적인 응답과 다른 속도로 변한다는 것을 보여줍니다.
- 선형성 – 모든 센서가 주어진 측정 범위에서 선형 특성 곡선을 갖는 것은 아닙니다.
단일 레벨의 정확한 측정이 필요하고 센서가 선형 일 때 센서 오프셋 오류를 수정하기 위해 1 점 교정이 사용됩니다. 온도 센서는 일반적으로 1 포인트 보정됩니다.
원 포인트 캘리브레이션
2 점 교정은 기울기 및 오프셋 오류를 모두 수정하는 데 사용됩니다. 이 보정은 센서 출력이 측정 범위에 걸쳐 합리적으로 선형임을 알 수있는 경우에 사용됩니다. 여기에 두 개의 기준 값이 필요합니다. 기준 높음, 기준 낮음.
2 점 교정
다점 곡선 피팅은 측정 범위에서 선형이 아니며 정확한 측정을 위해 일부 곡선 피팅이 필요한 센서에 사용됩니다. 다점 곡선 피팅은 일반적으로 매우 뜨겁거나 매우 추운 조건에서 사용할 때 열전대에 대해 수행됩니다.
위의 모든 교정 프로세스에 대해 센서의 특성 곡선이 그려지고 선형 응답 및 오류와 비교됩니다.
센서 교정의 응용
간단한 용어로 센서 보정은 원하는 출력과 측정 된 출력 간의 비교로 정의 할 수 있습니다. 이러한 오류는 여러 가지 이유로 발생할 수 있습니다. 센서에서 볼 수있는 오류 중 일부는 부적절한 영점 참조로 인한 오류, 센서 범위의 이동으로 인한 오류, 기계적 손상으로 인한 오류 등입니다. 캘리브레이션은 조정과 유사하지 않습니다.
보정 프로세스에는 센서에 대한 관성 입력 자극이 알려진 구성에 DUT-‘Device Under Test’를 배치하는 것이 포함되어 측정의 실제 오류를 결정하는 데 도움이됩니다.
보정 프로세스는 다음 결과를 결정하는 데 도움이됩니다.
- DUT에 오류가 없습니다.
- 오류가 표시되고 조정되지 않습니다.
- 오류를 제거하기 위해 조정이 이루어지고 오류가 원하는 수준으로 수정됩니다.
센서 교정의 경우 센서 모델이 사용됩니다. 센서 보정은 제어 시스템에 적용되어 제어 프로세스를 모니터링하고 조정합니다. 자동 시스템은 또한 센서 보정을 적용하여 오류없는 결과를 얻습니다.
센서 교정 사용
보정 프로세스는 시스템의 성능과 기능을 높이는 데 사용됩니다. 시스템의 오류를 줄이는 데 도움이됩니다. 보정 된 센서는 정확한 결과를 제공하며 비교를위한 참조 판독 값으로 사용할 수 있습니다.
임베디드 기술이 증가하고 센서 크기가 작아지면서 많은 센서가 단일 칩에 통합되었습니다. 하나의 센서에서 감지되지 않은 오류로 인해 전체 시스템이 저하 될 수 있습니다. 보정하는 것이 중요합니다. 감지기 자동화 시스템의 정확한 성능을 얻으려면 교정에 사용되는 표준 참조는 무엇입니까? 온도 센서 ?
