احتمالا برای اکثر افراد، دقت و درستی یک ترانسمیتر فشار، مهمترین مشخصه آن است. اندازهگیری درست و صحیح برای عملکرد مناسب هر سنسور فشاری مهم است. یک ترانسمیتر فشار، اندازهگیری را به شکل خطی انجام میدهد، درست مثل یک خط کش. اغلب وقتی به اندازهگیری فکر میکنیم، به شکل غریزی همین حالت خطی بودن به نظر ما میآید. و وقتی با چیزی روبرو میشویم که خطی نیست، آن را خطیسازی میکنیم تا قابل استفاده باشد و دقت و صحت را بهبود بخشد.
سنسورهای فشار ذاتاً خطی نیستند. دلیل این مسئله این است که فشار را روی یک سطح (دیافراگم) اندازهگیری میکنند که کاملا یکپارچه نیست. نتیجهی این اندازهگیری، یک خروجی منحنی است که برای دستیابی به صحت و دقت، باید خطیسازی شود.
برای خطی ساختن یک منحنی، ابتدا باید نقاط انتهایی (اند پوینتها) را تعریف کنید. وقتی این کار را کردید، یک خط صاف از نقطه صفر تا نقطه فول اسکیل (Full-scale) کشیده میشود.
به طور مثال، اگر یک سنسور فشار ۱۰۰PSI با خروجی ۴-۲۰mA داشته باشید، به سنسور گفته میشود که ابتدا ۴ma را در ۰ PSI و ۲۰mA را در ۱۰۰ PSI خروجی کند. بعد از اینکه این دو نقطه انتهایی تعریف شد، یک خط صاف بین آنها کشیده میشود. این خط، خط پایه (بیسلاین) است که تمام انحرافات نسبت به آن اندازهگیری میشود.
حال، دو روش رایج برای بیان انحراف رابطهی خطی در یک دیتاشیت وجود دارد. خطی بودن نقطه انتهایی (End Point Linearity) که به آن خط صاف (Straight Line) یا خطی بودن ترمینال نقطه انتهایی (Terminal End Point Linearity) هم گفته میشود و دیگری مناسبترین خط مستقیم (Best Fit Straight Line).
خطی بودن نقطه انتهایی (End Point Linearity)
در این روش، انحراف با تعیین کردن تفاوت بین منحنی طبیعی و خط صاف، بیان میشود. این کار با مقایسهی خروجی در یک فشار خاص نسبت به جایی که باید روی خط صاف باشد، انجام میشود.
به طور مثال اگر بخواهیم خروجی را در نقطه میانی فولاسکیل روی سنسور ۱۰۰PSI خود مقایسه کنیم، باید خروجی را در ۵۰ PSI بررسی کنیم. که باید ۱۲ میلی آمپر (۱۲mA) باشد. اما احتمالا مقدار متفاوتی را خواهیم دید. انحراف در خروجی با افست فولاسکیل تقسیم میشود، که در این مورد ۱۶mA است (۲۰mA-4mA=16mA). وقتی که این تقسیم را انجام دهید، درصد خطی بودن فولاسکیل را به دست میآوریم.
با هدف تعیین مشخصات روی دیتاشیت، بدترین انحراف برای درصد خطی بودن فولاسکیل (FS) استفاده میشود.
با اینکه این روش، روشی ساده، راحت و غریزی برای محاسبه درستی و صحت خطی است، اما در واقع نشانگر محیطی کنترل شده است، نه عملکرد در دنیای واقعی.
مناسبترین خط مستقیم یا BFSL( Best Fit Straight Line)
برای اینکه به درک بهتری از عملکرد در دنیای واقعی برسیم، از روش BFSL استفاده میکنیم که روش End Point Linearity را از خطی صاف، به مرکز منحنی میبرد. به این شکل، میانگین انحرافات خروجی به دست میآید.
این روش، روشی است که ما برای خطیسازی ترانسدیوسرهای فشار خود از آن استفاده میکنیم. برای استفاده از روش BFSL، ما دادههای اندازهگیری از چندین نقطه را با افزایش فشار جمع آوری میکنیم. این اندازهگیری در همان نقطهها با افت فشار نیز تکرار میشود.
بین خط صاف و منحنی طبیعی، روش BFSL به شما صحت خطی با انحرافات کمتر ارائه میکند و تصویر بهتری از عملکرد ترانسدیوسر فشار شما در محیط واقعی ارائه میدهد.
مهمترین مساله، درک کردن مشخصات است
دقت و درستی این دو روش، اساسا یکسان است. تفاوت این دو، در چگونگی بیان انحرافات است. علاوه بر این، روشهای دیگری نیز برای این کار وجود دارد – یا مکاتب فکری دیگر. اما این دو روش (End Point Linearity و Best Fit Straight Line) از رایجترین روشها برای بیان خطی بودن هستند.