Apa itu Kalibrasi Sensor- Definisi dan Aplikasinya

Kami menggunakan sistem dan jenis peralatan yang berbeda untuk mengukur berbagai besaran fisis. Keakuratan pengukuran tergantung pada berbagai faktor. Peralatan yang digunakan untuk pengukuran dapat kehilangan presisinya saat digunakan pada suhu yang lebih tinggi, kondisi kelembaban atau kelembapan yang tinggi, mengalami degradasi, mengalami guncangan eksternal, dll...Hal ini dapat diamati sebagai kesalahan dalam pengukuran. Untuk mengatasi kesalahan ini dan membuat perubahan yang diperlukan pada metode kalibrasi peralatan digunakan. Saat ini sensor digunakan untuk melakukan berbagai pengukuran. Terdapat sensor untuk mengukur suhu, warna, kelembaban, dll…Kalibrasi Sensor memainkan peran penting dalam menghilangkan kesalahan dalam pengukuran sensor.

Apa itu Kalibrasi Sensor?

Sensor adalah perangkat elektronik. Mereka sensitif terhadap perubahan di lingkungan kerja mereka. Perubahan yang tidak diinginkan dan tiba-tiba di lingkungan kerja sensor memberikan nilai keluaran yang tidak diinginkan. Dengan demikian, output yang diharapkan berbeda dari output yang diukur. Perbandingan antara keluaran yang diharapkan dan keluaran terukur ini disebut Kalibrasi Sensor.

Kalibrasi sensor memainkan peran penting dalam meningkatkan kinerja sensor. Ini digunakan untuk mengukur kesalahan struktural yang disebabkan oleh sensor. Perbedaan antara nilai yang diharapkan dan nilai terukur dari sensor dikenal sebagai Kesalahan Struktural.

Prinsip Kerja

Kalibrasi sensor membantu meningkatkan kinerja dan akurasi sensor. Ada dua proses terkenal di mana kalibrasi sensor dilakukan oleh industri. Dalam metode pertama, perusahaan menambahkan proses kalibrasi internal ke unit manufaktur mereka untuk melakukan kalibrasi sensor secara individual. Di sini perusahaan juga menambahkan perangkat keras yang diperlukan untuk desain mereka untuk koreksi keluaran sensor. Dengan proses ini, kalibrasi sensor dapat diubah agar sesuai dengan persyaratan khusus aplikasi. Tetapi proses ini meningkatkan waktu untuk memasarkan.

Alternatif dari proses kalibrasi internal ini, beberapa perusahaan manufaktur menyediakan paket sensor dengan sensor MEMS tingkat otomotif berkualitas tinggi bersama dengan kalibrasi tingkat sistem yang lengkap. Dalam proses ini, perusahaan menyertakan sirkuit digital dan perangkat lunak onboard untuk membantu desainer meningkatkan fungsionalitas dan kinerja sensor. Untuk mengurangi waktu desain produk dan jumlah komponen, sirkuit digital seperti regulasi tegangan dan teknik penyaringan sinyal analog disertakan. Untuk meningkatkan kinerja dan fungsionalitas secara keseluruhan, prosesor onboard dilengkapi dengan algoritma fusi sensor yang canggih. Beberapa algoritme pemrosesan sinyal onboard yang canggih juga membantu mengurangi waktu produksi yang memungkinkan waktu yang lebih cepat untuk dipasarkan.

Metode Referensi Standar

Di sini keluaran sensor dibandingkan dengan referensi fisik standar untuk mengetahui kesalahan pada beberapa sensor. Contoh kalibrasi sensor adalah penggaris dan tongkat meteran, Untuk sensor suhu- Air mendidih pada 100C, Tiga titik air, Untuk Akselerometer- ”gravitasi konstan 1G di permukaan bumi”.

Metode Kalibrasi

Ada tiga metode kalibrasi standar yang digunakan untuk sensor. Mereka adalah-

• Kalibrasi satu titik.
• Kalibrasi dua titik.
• Pemasangan Kurva Multi-Titik.

Sebelum mengetahui metode-metode tersebut kita harus mengetahui konsep kurva Karakteristik. Setiap sensor memiliki kurva karakteristik yang menunjukkan respon sensor terhadap nilai input yang diberikan. Dalam proses kalibrasi, kurva karakteristik sensor ini dibandingkan dengan respons linier idealnya.

Beberapa istilah yang digunakan dengan kurva karakteristik adalah-

• Offset – Nilai ini memberi tahu kita apakah output sensor lebih tinggi atau lebih rendah dari respons linier yang ideal.
• Sensitivitas atau Kemiringan – Ini memberikan tingkat perubahan output sensor. Perbedaan kemiringan menunjukkan bahwa output sensor berubah pada kecepatan yang berbeda dari respons ideal.
• Linearitas – Tidak semua sensor memiliki kurva karakteristik linier selama rentang pengukuran tertentu.

Kalibrasi satu titik digunakan untuk mengoreksi kesalahan offset sensor saat pengukuran akurat hanya pada satu level diperlukan dan sensor linier. Sensor suhu biasanya dikalibrasi satu titik.

Kalibrasi dua titik digunakan untuk memperbaiki kesalahan kemiringan dan kesalahan penyetelan. Kalibrasi ini digunakan dalam kasus ketika sensor kita tahu bahwa output sensor cukup linier pada rentang pengukuran. Di sini diperlukan dua nilai referensi - referensi Tinggi, referensi Rendah.

Pemasangan kurva multi-titik digunakan untuk sensor yang tidak linier pada rentang pengukuran dan memerlukan penyesuaian kurva untuk mendapatkan pengukuran yang akurat. Pemasangan kurva multi-titik biasanya dilakukan untuk termokopel saat digunakan dalam kondisi yang sangat panas atau sangat dingin.

Untuk semua proses kalibrasi di atas, kurva karakteristik sensor digambar dan dibandingkan dengan respons linier dan kesalahan diketahui.

Aplikasi Kalibrasi Sensor

Kalibrasi Sensor secara sederhana dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara keluaran yang diinginkan dan keluaran yang diukur. Kesalahan ini dapat disebabkan oleh berbagai alasan. Beberapa kesalahan yang terlihat pada sensor adalah kesalahan karena referensi nol yang tidak tepat, kesalahan karena pergeseran jangkauan sensor, kesalahan karena kerusakan mekanis, dll...Kalibrasi tidak serupa dengan penyesuaian.

Proses kalibrasi termasuk menempatkan DUT-'Device Under Test' ke dalam konfigurasi yang rangsangan input inersianya untuk sensor diketahui, yang membantu kami menentukan kesalahan aktual dalam pengukuran.

Proses kalibrasi membantu kami menentukan hasil berikut-

• Tidak ada kesalahan yang dicatat pada DUT.
• Tercatat ada kesalahan dan tidak ada penyesuaian yang dilakukan.
• Penyesuaian dilakukan untuk menghilangkan kesalahan dan kesalahan diperbaiki ke tingkat yang diinginkan.

Untuk model sensor kalibrasi sensor digunakan. Kalibrasi sensor diterapkan dalam sistem Kontrol untuk memantau dan menyesuaikan proses kontrol. Sistem otomatis juga menerapkan kalibrasi sensor untuk mendapatkan hasil yang bebas kesalahan.

Penggunaan Kalibrasi Sensor

Proses kalibrasi digunakan untuk meningkatkan kinerja dan fungsionalitas sistem. Ini membantu dalam mengurangi kesalahan dalam sistem. Sensor yang dikalibrasi memberikan hasil yang akurat dan dapat digunakan sebagai bacaan referensi untuk perbandingan.

Dengan peningkatan teknologi yang disematkan dan ukuran sensor yang rendah, banyak sensor terintegrasi melalui satu chip. Kesalahan yang tidak terdeteksi dalam satu sensor dapat menyebabkan penurunan sistem secara keseluruhan. Penting untuk mengkalibrasi sensor untuk mendapatkan kinerja akurat dari sistem otomatis. Apa referensi standar yang digunakan untuk kalibrasi sensor suhu?