센서 교정이란 무엇이며 정의 및 적용

다양한 물리량을 측정하기 위해 다양한 시스템과 장비를 사용합니다. 측정의 정확도는 다양한 요인에 따라 달라집니다. 측정에 사용되는 장비는 고온, 고습, 습기, 열화, 외부 충격 등의 조건에서 사용하면 정밀도가 떨어질 수 있습니다. 이는 측정 오류로 볼 수 있습니다. 이 오류를 해결하고 장비 교정 방법에 필요한 변경을 수행하기 위해 사용됩니다. 오늘날 센서는 다양한 측정에 사용되고 있습니다. 온도, 색상, 습도 등을 측정하는 센서가 있습니다. 센서 보정은 센서 측정의 오류를 제거하는 데 중요한 역할을 합니다.

센서 보정이란 무엇입니까?

센서는 전자 장치입니다. 그들은 작업 환경의 변화에 ​​민감합니다. 센서의 작업 환경의 바람직하지 않은 급격한 변화는 원하지 않는 출력 값을 제공합니다. 따라서 예상 출력은 측정된 출력과 다릅니다. 이러한 예상 출력과 측정된 출력을 비교하는 것을 센서 보정이라고 합니다.

센서 보정은 센서 성능을 높이는 데 중요한 역할을 합니다. 센서로 인한 구조적 오차를 측정하는데 사용됩니다. 센서의 기대값과 측정값의 차이를 구조적 오차라고 합니다.

작동 원칙

센서 보정은 센서의 성능과 정확도를 개선하는 데 도움이 됩니다. 업계에서 센서 보정을 수행하는 두 가지 잘 알려진 프로세스가 있습니다. 첫 번째 방법에서 회사는 자체 제조 단위에 자체 교정 프로세스를 추가하여 센서의 개별 교정을 수행합니다. 여기에서 회사는 또한 센서 출력 보정을 위해 설계에 필요한 하드웨어를 추가합니다. 이 프로세스를 통해 애플리케이션별 요구 사항에 맞게 센서 보정을 변경할 수 있습니다. 그러나 이 프로세스로 인해 출시 시간이 늘어납니다.

이 사내 교정 프로세스의 대안으로 여러 제조 회사에서 완전한 시스템 수준 교정과 함께 고품질 자동차 등급 MEMS 센서가 포함된 센서 패키지를 제공합니다. 이 과정에서 회사는 설계자가 센서의 기능과 성능을 개선하는 데 도움이 되는 온보드 디지털 회로와 소프트웨어를 포함합니다. 제품 설계 시간과 부품 수를 줄이기 위해 전압 조정 및 아날로그 신호 필터링 기술과 같은 디지털 회로가 포함됩니다. 전반적인 성능과 기능을 향상시키기 위해 온보드 프로세서에는 정교한 센서 융합 알고리즘이 제공됩니다. 정교한 온보드 신호 처리 알고리즘 중 일부는 제조 시간을 단축하여 출시 시간을 단축하는 데도 도움이 됩니다.

표준 참조 방법

여기서 센서 출력은 일부 센서의 오류를 알기 위해 표준 물리적 참조와 비교됩니다. 센서 보정의 예 자 및 미터 스틱, 온도 센서의 경우 - 100C의 끓는 물, 물의 삼중점, 가속도계의 경우 - "지구 표면에서 중력은 일정합니다 1G".

교정 방법

센서에 사용되는 세 가지 표준 보정 방법이 있습니다. 그들은-

• 원포인트 보정.
• 2점 보정.
• 다점 곡선 피팅.

이러한 방법을 알기 전에 특성 곡선의 개념을 알아야 합니다. 모든 센서에는 주어진 입력 값에 대한 센서의 응답을 보여주는 특성 곡선이 있습니다. 보정 과정에서 센서의 이 특성 곡선은 이상적인 선형 응답과 비교됩니다.

특성 곡선과 함께 사용되는 일부 용어는 다음과 같습니다.

• 오프셋 – 이 값은 센서 출력이 이상적인 선형 응답보다 높거나 낮은지 여부를 알려줍니다.
• Sensitivity 또는 Slope – 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 선형일 때 센서 오프셋 오류를 수정하기 위해 1포인트 보정이 사용됩니다. 온도 센서는 일반적으로 1포인트 보정됩니다.

2점 보정은 기울기 및 오프셋 오류를 모두 수정하는 데 사용됩니다. 이 보정은 센서 출력이 측정 범위에 대해 합리적으로 선형이라는 것을 알고 있는 센서의 경우에 사용됩니다. 여기에 두 개의 참조 값이 필요합니다. 즉 High 참조, Low 참조

다점 곡선 피팅은 측정 범위에 대해 선형이 아니며 정확한 측정을 얻기 위해 약간의 곡선 맞춤이 필요한 센서에 사용됩니다. 다점 곡선 피팅은 일반적으로 극도로 뜨겁거나 극도로 추운 조건에서 사용되는 열전대에 대해 수행됩니다.

위의 모든 보정 프로세스에 대해 센서의 특성 곡선이 그려지고 선형 응답과 비교되고 오류가 알려져 있습니다.

센서 교정 적용

단순한 용어로 센서 보정은 원하는 출력과 측정된 출력 간의 비교로 정의할 수 있습니다. 이러한 오류는 다양한 원인으로 인해 발생할 수 있습니다. 센서에서 볼 수 있는 오류 중 일부는 부적절한 영점 참조로 인한 오류, 센서 범위의 이동으로 인한 오류, 기계적 손상으로 인한 오류 등... 보정은 조정과 유사하지 않습니다.

교정 프로세스에는 DUT-'테스트 중인 장치'를 센서에 대한 관성 입력 자극이 알려진 구성에 배치하는 것이 포함되며, 이는 측정의 실제 오류를 결정하는 데 도움이 됩니다.

교정 프로세스는 다음 결과를 결정하는 데 도움이 됩니다.

• DUT에 오류가 기록되지 않았습니다.
• 오류가 표시되고 조정되지 않습니다.
• 오류가 제거되도록 조정하고 원하는 수준으로 오류를 수정합니다.

센서 보정을 위해 센서 모델이 사용됩니다. 센서 보정은 제어 프로세스를 모니터링하고 조정하기 위해 제어 시스템에 적용됩니다. 자동 시스템은 또한 오류 없는 결과를 얻기 위해 센서 보정을 적용합니다.

센서 보정 사용

교정 프로세스는 시스템의 성능과 기능을 향상시키는 데 사용됩니다. 시스템의 오류를 줄이는 데 도움이 됩니다. 보정된 센서는 정확한 결과를 제공하며 비교를 위한 참조 판독값으로 사용할 수 있습니다.

임베디드 기술의 증가와 센서의 소형화로 인해 많은 센서가 단일 칩에 집적되었습니다. 하나의 센서에서 감지되지 않은 오류로 인해 전체 시스템이 저하될 수 있습니다. 자동화 시스템의 정확한 성능을 얻으려면 센서를 보정하는 것이 중요합니다. 온도 센서 교정에 사용되는 표준 참조는 무엇입니까?