什么是传感器校准？如何进行校准？

我们使用不同的系统和不同类型的设备来测量各种物理量。测量的准确性取决于各种因素。用于测量的设备在高温、高湿或高湿度条件下使用时，可能会失去精度，受到降解、外部冲击等影响。这可以被视为测量中的误差。为了解决这种误差并对设备进行必要的改变，使用了校准方法。今天，传感器被用来进行各种测量。传感器可以测量温度、颜色、湿度等。传感器校准在消除传感器测量误差方面起着至关重要的作用。

什么是传感器校准？

传感器是电子设备。他们对工作环境的变化很敏感。传感器工作环境中不希望的突然变化会产生不希望的输出值。因此，预期输出不同于测量输出。预期输出和测量输出之间的比较称为传感器校准。

传感器校准在提高传感器性能方面起着至关重要的作用。它用于测量传感器引起的结构误差。传感器的预期值和测量值之间的差异称为结构误差。

传感器校准工作原理

传感器校准有助于提高传感器的性能和精度。业界有两种的传感器校准流程。在种方法中，公司将内部校准过程添加到他们的制造单元，以执行传感器的单独校准。该公司还在设计中添加了必要的硬件，用于传感器输出校正。通过这一过程，可以改变传感器校准，以符合特定应用的要求。但是这个过程增加了上市时间。

作为这种内部校准过程的替代方案，一些制造公司提供高质量汽车级传感器封装MEMS传感器以及完整的系统级校准。在这个过程中，这些公司包括一个板载数字电路和软件，以帮助设计人员改善传感器的功能和性能。为了减少产品设计时间和元件数量，还包括电压调节和模拟信号滤波技术等数字电路。为了提高整体性能和功能，板载处理器配备了复杂的传感器融合算法。一些复杂的板载信号处理算法也有助于缩短制造时间，从而加快上市速度。

标准参考方法

这里，传感器输出与标准物理参考进行比较，以了解某些传感器的误差。传感器校准示例是尺子和米尺，用于温度传感器-100摄氏度的沸水，水的三相点，用于加速度计-“地球表面的重力恒定为1G”。

校准方法

传感器有三种标准校准方法。他们是：

单点校准。

两点校准。

多点曲线拟合。

在了解这些方法之前，我们必须了解特性曲线的概念。每个传感器都有一条特性曲线，显示传感器对给定输入值的响应。在校准过程中，将传感器的特性曲线与其理想的线性响应进行比较。

特性曲线使用的一些术语是：

1. 失调–该值告诉我们传感器输出是高于还是低于理想线性响应。

2. 灵敏度或斜率–这给出了传感器输出的变化率。斜率差异表明传感器输出与理想响应的变化速率不同。

3. 线性–并非所有传感器在给定测量范围内都具有线性特征曲线。

当只需要对单个液位进行精确测量并且传感器是线性的时，使用一点校准来校正传感器偏移误差。温度传感器通常是单点校准的。

单点校准

两点校准用于校正斜率和偏移误差。当我们知道传感器输出在测量范围内是合理的线性时，使用这种校准。这里需要两个参考值——高参考值和低参考值。

两点校准

多点曲线拟合用于在测量范围内呈非线性的传感器，需要一些曲线拟合来获得精确的测量值。在极热或极冷条件下使用时，通常对热电偶进行多点曲线拟合。

对于所有上述校准过程，绘制传感器的特性曲线，并与线性响应进行比较，误差是已知的。