Gesamtgenauigkeit von Druckmessumformern

In der Messtechnik ist die Genauigkeit ein zentrales Thema. Je genauer ein Prozess geregelt werden kann, desto hochwertiger ist die Gesamtlösung, was sich dann auch meist im erzielbaren Verkaufspreis niederschlägt.

Nach und nach werden wir auf unserer Homepage weitere Beiträge zur genauen Fehlerbetrachtung von Druckmessumformern veröffentlichen. Unser erstes Thema ist die Nichtlinearität:

  • Sensor-Genauigkeit
  • Temperatur-Abhängigkeit
    • Temp. Nulllage
    • Temp. Spanne
    • Temp. Hysterese
  • Abgleich-Genauigkeit
    • Nulllage
    • Spanne
  • Lageempfindlichkeit    
  • Langzeitstabilität    
  • Piezoresistiv vs Microflow

Die Nichtlinearität

Piezoresisitive Drucksensoren sind Halbleitersensoren, das heißt unter anderem, dass sie nicht so linear sind, wie zum Beispiel ein Dehnungsmessstreifen. Dafür sind piezoresistive Drucksensoren sehr viel empfindlicher und können auch sehr kleine Druckbereiche im Pascal-Bereich messen.

Die blaue Kurve zeigt den typischen Verlauf eines Ausgangssignales in Abhängigkeit vom angelegten Druck. Legt man in die Kurve eine Gerade (hier gelb), deren maximale Abweichungen zur Kurve auf beiden Seiten gleich ist, spricht man von der Best Passenden Gerade. Im Englischen wird das mit B.F.S.L. abgekürzt, was „Best Fit Straight Line“ heißt. Die üblichen Nichtlinearitäten von piezoresistiven Drucksensoren sind sehr klein, z.B. 0,25 % B.F.S.L. bezogen auf den Messbereichsendwert. Diese Nichtlinearität wird von gängigen ASIC-Signalaufbereitungen kompensiert und trägt dabei nicht mehr wesentlich zur Gesamtgenauigkeit des Druckmessumformers bei.

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