Wrth fesur pwysau, efallai y byddwch yn sylwi nad yw'r canlyniadau mesur yn adlewyrchu newidiadau mewn pwysedd mewnbwn ar unwaith nac yn cyfateb yn llawn pan fydd y pwysau'n dychwelyd i'w gyflwr cychwynnol. Er enghraifft, wrth ddefnyddio graddfa ystafell ymolchi i fesur pwysau, mae synhwyrydd y raddfa yn gofyn am amser i synhwyro a sefydlogi darlleniad eich pwysau yn gywir. Mae'ramser ymatebo'r synhwyrydd yn arwain at amrywiadau data cychwynnol. Unwaith y bydd y synhwyrydd yn addasu i'r llwyth ac yn cwblhau'r prosesu data, bydd y darlleniadau yn dangos canlyniadau mwy sefydlog.Nid yw hyn yn ddiffyg y synhwyrydd ond yn nodwedd arferol o lawer o ddyfeisiau mesur electronig, yn enwedig wrth ymwneud â phrosesu data amser real a chyflawniad cyflwr cyson. Gellir cyfeirio at y ffenomen hon fel hysteresis synhwyrydd.
Beth yw hysteresis mewn synwyryddion pwysau?
Synhwyryddhysteresisfel arfer yn amlygu pan fo newid mewn mewnbwn (fel tymheredd neu bwysau), ac nid yw'r signal allbwn yn dilyn y newid mewnbwn ar unwaith, neu pan fydd y mewnbwn yn dychwelyd i'w gyflwr gwreiddiol, nid yw'r signal allbwn yn dychwelyd yn llawn i'w gyflwr cychwynnol . Gellir gweld y ffenomen hon ar gromlin nodweddiadol y synhwyrydd, lle mae cromlin siâp dolen lagio rhwng mewnbwn ac allbwn, yn hytrach na llinell syth. Yn benodol, os byddwch chi'n dechrau cynyddu'r mewnbwn o werth penodol penodol, bydd allbwn y synhwyrydd hefyd yn cynyddu yn unol â hynny. Fodd bynnag, pan fydd y mewnbwn yn dechrau gostwng yn ôl i'r pwynt gwreiddiol, fe welwch fod y gwerthoedd allbwn yn uwch na'r gwerthoedd allbwn gwreiddiol yn ystod y broses leihau, gan ffurfio dolen neudolen hysteresis. Mae hyn yn dangos, yn ystod y broses gynyddol a lleihau, bod yr un gwerth mewnbwn yn cyfateb i ddau werth allbwn gwahanol, sef yr arddangosfa hysteresis yn reddfol.
Mae'r diagram yn dangos y berthynas rhwng allbwn a phwysau cymhwysol mewn synhwyrydd pwysau yn ystod y broses cymhwyso pwysau, a gynrychiolir ar ffurf cromlin hysteresis. Mae'r echel lorweddol yn cynrychioli allbwn synhwyrydd, ac mae'r echelin fertigol yn cynrychioli pwysau cymhwysol. Mae'r gromlin goch yn cynrychioli'r broses lle mae allbwn y synhwyrydd yn cynyddu gyda phwysau cynyddol raddol, gan ddangos y llwybr ymateb o bwysedd isel i uchel. Mae'r gromlin las yn nodi, wrth i'r pwysedd cymhwysol ddechrau lleihau, bod allbwn y synhwyrydd hefyd yn lleihau, o bwysedd uchel yn ôl i isel, gan ddangos adwaith y synhwyrydd yn ystod dadlwytho pwysau. Mae'r ardal rhwng y ddwy gromlin, y ddolen hysteresis, yn dangos y gwahaniaeth mewn allbwn synhwyrydd ar yr un lefel o bwysau wrth lwytho a dadlwytho, a achosir yn nodweddiadol gan briodweddau ffisegol a strwythur mewnol y deunydd synhwyrydd.
Rhesymau dros Hysteresis Pwysau
Mae'r ffenomen hysteresis ynsynwyryddion pwysauyn cael ei ddylanwadu'n bennaf gan ddau ffactor mawr, sydd â chysylltiad agos â phriodweddau ffisegol a mecanwaith gweithredu'r synhwyrydd:
- Hysteresis elastig y deunydd Bydd unrhyw ddeunydd yn destun rhywfaint o anffurfiad elastig pan fydd yn destun grymoedd allanol, a bydd y deunydd yn ymateb yn uniongyrchol i'r grymoedd a gymhwysir. Pan dynnir y grym allanol, mae'r deunydd yn ceisio dychwelyd i'w gyflwr gwreiddiol. Fodd bynnag, nid yw'r adferiad hwn wedi'i gwblhau oherwydd yr anghydffurfiaeth o fewn strwythur mewnol y deunydd a'r newidiadau bach anwrthdroadwy yn y microstrwythur mewnol yn ystod llwytho a dadlwytho dro ar ôl tro. Mae hyn yn arwain at oedi mewn allbwn ymddygiad mecanyddol yn ystod prosesau llwytho a dadlwytho parhaus, a elwir ynhysteresis elastig. Mae'r ffenomen hon yn arbennig o amlwg wrth gymhwysosynwyryddion pwysau, gan fod angen i synwyryddion yn aml fesur ac ymateb i newidiadau pwysau yn gywir.
- Ffrithiant Yng nghydrannau mecanyddol synhwyrydd pwysau, yn enwedig y rhai sy'n cynnwys rhannau symudol, mae ffrithiant yn anochel. Gall y ffrithiant hwn ddod o gysylltiadau o fewn y synhwyrydd, megis pwyntiau cyswllt llithro, Bearings, ac ati. Pan fydd y synhwyrydd yn dwyn pwysau, gall y pwyntiau ffrithiant hyn rwystro symudiad rhydd strwythurau mecanyddol mewnol y synhwyrydd, gan achosi oedi rhwng ymateb y synhwyrydd a'r pwysau gwirioneddol. Pan fydd y pwysau'n cael ei ddadlwytho, gall yr un grymoedd ffrithiant hefyd atal y strwythurau mewnol rhag stopio ar unwaith, a thrwy hynny hefyd arddangos hysteresis yn ystod y cyfnod dadlwytho.
Mae'r ddau ffactor hyn gyda'i gilydd yn arwain at y ddolen hysteresis a welir mewn synwyryddion yn ystod profion llwytho a dadlwytho dro ar ôl tro, nodwedd sy'n aml yn peri pryder arbennig mewn cymwysiadau lle mae galw mawr am gywirdeb ac ailadroddadwyedd. Er mwyn lleihau effaith y ffenomen hysteresis hwn, mae dyluniad gofalus a dewis deunydd ar gyfer y synhwyrydd yn hanfodol, ac efallai y bydd angen algorithmau meddalwedd hefyd i wneud iawn am yr hysteresis hwn mewn cymwysiadau.
Mae'r ffenomen hysteresis ynsynwyryddion pwysauyn cael ei ddylanwadu gan amrywiol ffactorau sy'n ymwneud yn uniongyrchol â phriodweddau ffisegol a chemegol y synhwyrydd a'i amgylchedd gweithredu.
Pa ffactorau sy'n arwain at hysteresis synhwyrydd?
1. Priodweddau materol
- Modwlws elastig: Mae modwlws elastig y deunydd yn pennu graddau'r anffurfiad elastig pan fydd yn destun grym. Mae deunyddiau â modwlws elastig uwch yn dadffurfio llai, ac mae euhysteresis elastiggallai fod yn gymharol is.
- Cymhareb Poisson: Mae cymhareb Poisson yn disgrifio'r gymhareb o gyfangiad ochrol i elongation hydredol mewn deunydd pan fydd yn destun grym, sydd hefyd yn effeithio ar ymddygiad y deunydd wrth lwytho a dadlwytho.
- Strwythur mewnol: Mae microstrwythur y deunydd, gan gynnwys strwythur grisial, diffygion, a chynhwysion, yn effeithio ar ei ymddygiad mecanyddol a'i nodweddion hysteresis.
2. broses weithgynhyrchu
- Cywirdeb peiriannu: Mae manwl gywirdeb peiriannu cydrannau synhwyrydd yn effeithio'n uniongyrchol ar ei berfformiad. Mae cydrannau â manylder uwch yn ffitio'n well, gan leihau ffrithiant ychwanegol a chrynodiad straen a achosir gan ffit gwael.
- Garwedd wyneb: Mae ansawdd y driniaeth arwyneb, megis garwedd arwyneb, yn effeithio ar faint y ffrithiant, a thrwy hynny ddylanwadu ar gyflymder ymateb a hysteresis y synhwyrydd.
- Mae newidiadau tymheredd yn effeithio ar briodweddau ffisegol deunyddiau, megis y modwlws elastig a'r cyfernod ffrithiant. Yn gyffredinol, mae tymheredd uchel yn gwneud deunyddiau'n feddalach, gan leihau'r modwlws elastig a chynyddu ffrithiant, a thrwy hynny gynyddu hysteresis. I'r gwrthwyneb, gall tymheredd isel wneud deunyddiau'n galetach ac yn fwy brau, gan effeithio ar hysteresis mewn gwahanol ffyrdd.
3. Tymheredd
- Mae newidiadau tymheredd yn effeithio ar briodweddau ffisegol deunyddiau, megis y modwlws elastig a'r cyfernod ffrithiant. Yn gyffredinol, mae tymheredd uchel yn gwneud deunyddiau'n feddalach, gan leihau'r modwlws elastig a chynyddu ffrithiant, a thrwy hynny gynyddu hysteresis. I'r gwrthwyneb, gall tymheredd isel wneud deunyddiau'n galetach ac yn fwy brau, gan effeithio ar hysteresis mewn gwahanol ffyrdd.
Risgiau
Presenoldeb hysteresis ynsynwyryddion pwysauGall achosi gwallau mesur, gan effeithio ar gywirdeb a dibynadwyedd y synhwyrydd. Mewn cymwysiadau sy'n gofyn am fesuriadau manwl uchel, megis rheoli prosesau diwydiannol manwl gywir a monitro offer meddygol critigol, gall hysteresis arwain at wallau mesur sylweddol a hyd yn oed achosi i'r system fesur gyfan fethu. Felly, mae deall a lleihau effaith hysteresis yn rhan allweddol o sicrhau gweithrediad effeithlon a chywirsynwyryddion pwysau.
Atebion ar gyfer Hysteresis mewn Synwyryddion Pwysau:
Er mwyn sicrhau'r effeithiau hysteresis isaf posibl ynsynwyryddion pwysau, mae gweithgynhyrchwyr wedi cymryd sawl mesur allweddol i wneud y gorau o berfformiad synhwyrydd:
- Dewis deunydd: Mae'r dewis o ddeunyddiau yn chwarae rhan bendant mewn hysteresis. Felly, mae gweithgynhyrchwyr yn dewis deunyddiau craidd a ddefnyddir mewn adeiladu synhwyrydd yn ofalus, megis diafframau, morloi, a hylifau llenwi, i sicrhau eu bod yn arddangos cyn lleied o hysteresis â phosibl o dan amodau gwaith gwahanol.
- Optimeiddio dyluniad: Trwy wella dyluniad strwythurol synwyryddion, megis siâp, maint a thrwch diafframau, a gwneud y gorau o ddulliau selio, gall gweithgynhyrchwyr leihau hysteresis a achosir gan ffrithiant, ffrithiant statig, ac anffurfiad materol yn effeithiol.
- Triniaeth heneiddio: Gall synwyryddion sydd newydd eu cynhyrchu arddangos hysteresis cychwynnol sylweddol. Trwytriniaeth heneiddioa rhaglenni profi penodol, gellir cyflymu deunyddiau i sefydlogi ac addasu, a thrwy hynny leihau'r hysteresis cychwynnol hwn. Mae'r llun isod yn dangos yXDB305yn caeltriniaeth heneiddio.
- Rheolaeth gynhyrchu gaeth: Trwy reoli goddefiannau ac ansawdd yn llym yn ystod y broses gynhyrchu, mae gweithgynhyrchwyr yn sicrhau cysondeb pob synhwyrydd ac yn lleihau effaith amrywiadau cynhyrchu ar hysteresis.
- Graddnodi ac iawndal uwch: Mae rhai gweithgynhyrchwyr yn defnyddio technoleg iawndal digidol uwch a dulliau graddnodi aml-bwynt i fodelu a chywiro'r hysteresis mewn allbynnau synhwyrydd yn fanwl gywir.
- Profi perfformiad a graddio: Mae pob synhwyrydd yn cael profion manwl i asesu eu nodweddion hysteresis. Yn seiliedig ar ganlyniadau'r profion, mae synwyryddion yn cael eu graddio i sicrhau mai dim ond cynhyrchion sy'n bodloni safonau hysteresis penodol sy'n cael eu rhyddhau i'r farchnad.
- Profion bywyd carlam: Er mwyn gwirio sefydlogrwydd perfformiad synwyryddion trwy gydol eu hoes ddisgwyliedig, mae gweithgynhyrchwyr yn cynnal profion heneiddio a bywyd carlam ar samplau i sicrhau bod hysteresis yn aros o fewn terfynau derbyniol.
Mae'r mesurau cynhwysfawr hyn yn helpu gweithgynhyrchwyr i reoli a lleihau'r ffenomen hysteresis yn effeithiolsynwyryddion pwysau, gan sicrhau bod y synwyryddion yn bodloni gofynion cywirdeb a dibynadwyedd uchel mewn cymwysiadau gwirioneddol.
Amser postio: Mai-09-2024