Помилка калібрування

Калібрування

Якщо виробничі допуски на датчик і допуски на інтерфейс перевищують необхідну точність системи, завжди необхідно проводити калібрування. Наприклад, потрібно виміряти температуру з точністю ±0.5°З датчиком, за довідковим даними, що володіють погрішністю ± 1 °С. Це можна зробити тільки після проведення калібрування. У процесі проведення повного калібрування визначаються коефіцієнти, що описують передатну функцію всієї системи в цілому, включаючи датчик, интерфейсний пристрій і АЦП.

Для нелінійних функцій калібрування потрібно проводити більш ніж у двох крапках. Кількість необхідних калібрувань диктується видом математичного вираження. Якщо передатна функція моделюється поліномінальною залежністю, число каліброваних крапок вибирається залежно від необхідної точності. Оскільки, як правило, процес калібрування займає досить багато часу, для зниження вартості виготовлення датчиків на виробництві кількість каліброваних крапок задається мінімальним.

Застосування кусково-лінійної апроксимації є іншим підходом до калібрування нелінійних датчиків. Як згадувалося вище, будь-яку криву в межах досить невеликого інтервалу можна замінити лінійною функцією.

Для проведення калібрування датчиків важливо мати точні фізичні еталони, що дозволяють моделювати відповідні зовнішні впливи. Наприклад, при калібруванні контактного датчика температури його необхідно поміщати або в резервуар з водою, або в «сухий колодязь», у яких є можливість точно регулювати температуру. При калібруванні інфрачервоних датчиків потрібне наявність чорного тіла, а для калібрування гігрометрів — набір насичених розчинів солей, використовуваних для підтримки постійної відносної вологості в закритому контейнері і т.д. Звідси ясно видне, що точність наступних вимірів прямо пов'язана з точністю проведення калібрування. Помилка каліброваних еталонів повинна включатися в повну помилку вимірів.

Помилка калібрування — це погрішність, допущена виробником при проведенні калібрування датчика на заводі. Ця погрішність носить систематичний характер, і, виходить, додається до всіх реальних передатних функцій. Помилка калібрування зрушує характеристику перетворення датчика в кожній крапці на певну величину. Вона необов'язково повинна бути рівномірної у всьому діапазоні вимірів і може залежати від типу помилки, допущеної в процесі калібрування. Для прикладу розглянемо калібрування у двох крапках реальної передатної функції (рис.4.5). Для визначення нахилу й початкового зрушення функції на датчик подамо послідовно два зовнішні впливи s₁ і s₂ і зареєструємо два вихідні сигнали A₁ і А₂ Перший сигнал був обмірюваний абсолютно точно, однак, при визначенні другого допущена погрішність — А, що привело до помилок при визначенні коефіцієнтів а й b. Отримане значення початкового зрушення а₁ буде відрізнятися від реального значення а на величину:

а нахил буде визначений з помилкою: /

Рис. 4.5. Похибка калібрування.

Дата добавления: 2014-01-07