दबाव माप में, आप देख सकते हैं कि माप परिणाम तुरंत इनपुट दबाव में परिवर्तन को प्रतिबिंबित नहीं करते हैं या जब दबाव अपनी प्रारंभिक स्थिति में वापस आता है तो पूरी तरह से अनुरूप नहीं होता है। उदाहरण के लिए, वजन मापने के लिए बाथरूम स्केल का उपयोग करते समय, स्केल के सेंसर को आपके वजन की रीडिंग को सटीक रूप से समझने और स्थिर करने के लिए समय की आवश्यकता होती है।प्रतिक्रिया समयसेंसर के कारण प्रारंभिक डेटा में उतार-चढ़ाव होता है। एक बार जब सेंसर लोड के अनुसार समायोजित हो जाता है और डेटा प्रोसेसिंग पूरी कर लेता है, तो रीडिंग अधिक स्थिर परिणाम प्रदर्शित करेगी।यह सेंसर का दोष नहीं है बल्कि कई इलेक्ट्रॉनिक माप उपकरणों की एक सामान्य विशेषता है, खासकर जब वास्तविक समय डेटा प्रोसेसिंग और स्थिर-स्थिति उपलब्धि शामिल हो। इस घटना को सेंसर हिस्टैरिसीस कहा जा सकता है।
प्रेशर सेंसर में हिस्टैरिसीस क्या है?
सेंसरहिस्टैरिसीसआम तौर पर तब प्रकट होता है जब इनपुट में परिवर्तन होता है (जैसे तापमान या दबाव), और आउटपुट सिग्नल तुरंत इनपुट परिवर्तन का पालन नहीं करता है, या जब इनपुट अपनी मूल स्थिति में लौटता है, तो आउटपुट सिग्नल पूरी तरह से अपनी प्रारंभिक स्थिति में वापस नहीं आता है . इस घटना को सेंसर के विशिष्ट वक्र पर देखा जा सकता है, जहां इनपुट और आउटपुट के बीच एक सीधी रेखा के बजाय एक लैगिंग लूप-आकार का वक्र होता है। विशेष रूप से, यदि आप एक निश्चित विशिष्ट मूल्य से इनपुट बढ़ाना शुरू करते हैं, तो सेंसर का आउटपुट भी तदनुसार बढ़ जाएगा। हालाँकि, जब इनपुट वापस मूल बिंदु पर कम होने लगता है, तो आप पाएंगे कि आउटपुट मान कटौती प्रक्रिया के दौरान मूल आउटपुट मान से अधिक हैं, जिससे एक लूप बनता है याहिस्टैरिसीस पाश. इससे पता चलता है कि बढ़ती और घटती प्रक्रिया के दौरान, एक ही इनपुट मान दो अलग-अलग आउटपुट मानों से मेल खाता है, जो हिस्टैरिसीस का सहज प्रदर्शन है।
आरेख दबाव अनुप्रयोग प्रक्रिया के दौरान दबाव सेंसर में आउटपुट और लागू दबाव के बीच संबंध दिखाता है, जिसे हिस्टैरिसीस वक्र के रूप में दर्शाया गया है। क्षैतिज अक्ष सेंसर आउटपुट का प्रतिनिधित्व करता है, और ऊर्ध्वाधर अक्ष लागू दबाव का प्रतिनिधित्व करता है। लाल वक्र उस प्रक्रिया का प्रतिनिधित्व करता है जहां सेंसर आउटपुट धीरे-धीरे बढ़ते दबाव के साथ बढ़ता है, जो निम्न से उच्च दबाव तक प्रतिक्रिया पथ दिखाता है। नीला वक्र इंगित करता है कि जैसे-जैसे लागू दबाव कम होने लगता है, सेंसर आउटपुट भी कम हो जाता है, उच्च दबाव से वापस निम्न तक, दबाव उतारने के दौरान सेंसर की प्रतिक्रिया को दर्शाता है। दो वक्रों के बीच का क्षेत्र, हिस्टैरिसीस लूप, लोडिंग और अनलोडिंग के दौरान समान दबाव स्तर पर सेंसर आउटपुट में अंतर प्रदर्शित करता है, जो आमतौर पर सेंसर सामग्री के भौतिक गुणों और आंतरिक संरचना के कारण होता है।
प्रेशर हिस्टैरिसीस के कारण
में हिस्टैरिसीस घटनादबाव सेंसरमुख्य रूप से दो प्रमुख कारकों से प्रभावित होता है, जो सेंसर के भौतिक गुणों और संचालन तंत्र से निकटता से संबंधित हैं:
- सामग्री की लोचदार हिस्टैरिसीस कोई भी सामग्री बाहरी बलों के अधीन होने पर एक निश्चित डिग्री के लोचदार विरूपण से गुजरेगी, जो लागू बलों के लिए सामग्री की सीधी प्रतिक्रिया है। जब बाहरी बल हटा दिया जाता है, तो सामग्री अपनी मूल स्थिति में लौटने का प्रयास करती है। हालाँकि, सामग्री की आंतरिक संरचना में गैर-एकरूपता और बार-बार लोडिंग और अनलोडिंग के दौरान आंतरिक माइक्रोस्ट्रक्चर में मामूली अपरिवर्तनीय परिवर्तनों के कारण यह पुनर्प्राप्ति पूरी नहीं हुई है। इसके परिणामस्वरूप निरंतर लोडिंग और अनलोडिंग प्रक्रियाओं के दौरान यांत्रिक व्यवहार आउटपुट में अंतराल होता है, जिसे कहा जाता हैलोचदार हिस्टैरिसीस. यह घटना विशेष रूप से के अनुप्रयोग में स्पष्ट हैदबाव सेंसर, क्योंकि सेंसरों को अक्सर दबाव परिवर्तनों को सटीक रूप से मापने और प्रतिक्रिया देने की आवश्यकता होती है।
- घर्षण दबाव सेंसर के यांत्रिक घटकों में, विशेष रूप से गतिशील भागों से जुड़े घटकों में, घर्षण अपरिहार्य है। यह घर्षण सेंसर के भीतर संपर्कों से आ सकता है, जैसे स्लाइडिंग संपर्क बिंदु, बीयरिंग इत्यादि। जब सेंसर दबाव सहन करता है, तो ये घर्षण बिंदु सेंसर की आंतरिक यांत्रिक संरचनाओं के मुक्त आंदोलन में बाधा डाल सकते हैं, जिससे सेंसर की प्रतिक्रिया और सेंसर की प्रतिक्रिया के बीच देरी हो सकती है। वास्तविक दबाव. जब दबाव अनलोड किया जाता है, तो वही घर्षण बल आंतरिक संरचनाओं को तुरंत रुकने से भी रोक सकते हैं, इस प्रकार अनलोडिंग चरण के दौरान हिस्टैरिसीस भी प्रदर्शित हो सकता है।
ये दोनों कारक मिलकर बार-बार लोडिंग और अनलोडिंग परीक्षणों के दौरान सेंसर में देखे जाने वाले हिस्टैरिसीस लूप का कारण बनते हैं, एक विशेषता जो अक्सर उन अनुप्रयोगों में विशेष चिंता का विषय होती है जहां सटीकता और दोहराव की अत्यधिक मांग होती है। इस हिस्टैरिसीस घटना के प्रभाव को कम करने के लिए, सेंसर के लिए सावधानीपूर्वक डिजाइन और सामग्री का चयन महत्वपूर्ण है, और अनुप्रयोगों में इस हिस्टैरिसीस की भरपाई के लिए सॉफ्टवेयर एल्गोरिदम की भी आवश्यकता हो सकती है।
में हिस्टैरिसीस घटनादबाव सेंसरसेंसर के भौतिक और रासायनिक गुणों और इसके परिचालन वातावरण से सीधे संबंधित विभिन्न कारकों से प्रभावित होता है।
कौन से कारक सेंसर हिस्टैरिसीस का कारण बनते हैं?
1. भौतिक गुण
- लोचदार मापांक: बल के अधीन होने पर सामग्री का लोचदार मापांक लोचदार विरूपण की डिग्री निर्धारित करता है। उच्च लोचदार मापांक वाली सामग्री कम विकृत होती है, और उनकालोचदार हिस्टैरिसीसअपेक्षाकृत कम हो सकता है.
- पॉइसन का अनुपात: पॉइसन का अनुपात बल के अधीन होने पर किसी सामग्री में पार्श्व संकुचन और अनुदैर्ध्य बढ़ाव के अनुपात का वर्णन करता है, जो लोडिंग और अनलोडिंग के दौरान सामग्री के व्यवहार को भी प्रभावित करता है।
- आंतरिक संरचना: क्रिस्टल संरचना, दोष और समावेशन सहित सामग्री की सूक्ष्म संरचना, इसके यांत्रिक व्यवहार और हिस्टैरिसीस विशेषताओं को प्रभावित करती है।
2. विनिर्माण प्रक्रिया
- मशीनिंग परिशुद्धता: सेंसर घटक मशीनिंग की परिशुद्धता सीधे इसके प्रदर्शन को प्रभावित करती है। उच्च परिशुद्धता वाले घटक बेहतर फिट होते हैं, जिससे खराब फिट के कारण होने वाले अतिरिक्त घर्षण और तनाव की सघनता कम हो जाती है।
- सतह का खुरदरापन: सतह के उपचार की गुणवत्ता, जैसे सतह का खुरदरापन, घर्षण के परिमाण को प्रभावित करती है, जिससे सेंसर की प्रतिक्रिया गति और हिस्टैरिसीस प्रभावित होती है।
- तापमान परिवर्तन सामग्रियों के भौतिक गुणों, जैसे लोचदार मापांक और घर्षण गुणांक को प्रभावित करते हैं। उच्च तापमान आम तौर पर सामग्रियों को नरम बनाता है, लोचदार मापांक को कम करता है और घर्षण को बढ़ाता है, जिससे हिस्टैरिसीस बढ़ता है। इसके विपरीत, कम तापमान सामग्री को कठोर और अधिक भंगुर बना सकता है, जिससे हिस्टैरिसीस विभिन्न तरीकों से प्रभावित हो सकता है।
3. तापमान
- तापमान परिवर्तन सामग्रियों के भौतिक गुणों, जैसे लोचदार मापांक और घर्षण गुणांक को प्रभावित करते हैं। उच्च तापमान आम तौर पर सामग्रियों को नरम बनाता है, लोचदार मापांक को कम करता है और घर्षण को बढ़ाता है, जिससे हिस्टैरिसीस बढ़ता है। इसके विपरीत, कम तापमान सामग्री को कठोर और अधिक भंगुर बना सकता है, जिससे हिस्टैरिसीस विभिन्न तरीकों से प्रभावित हो सकता है।
जोखिम
में हिस्टैरिसीस की उपस्थितिदबाव सेंसरमाप संबंधी त्रुटियां हो सकती हैं, जिससे सेंसर की सटीकता और विश्वसनीयता प्रभावित हो सकती है। उच्च परिशुद्धता माप की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में, जैसे कि सटीक औद्योगिक प्रक्रिया नियंत्रण और महत्वपूर्ण चिकित्सा उपकरण निगरानी, हिस्टैरिसीस महत्वपूर्ण माप त्रुटियों को जन्म दे सकता है और यहां तक कि संपूर्ण माप प्रणाली विफल हो सकती है। इसलिए, हिस्टैरिसीस के प्रभाव को समझना और कम करना इसके कुशल और सटीक संचालन को सुनिश्चित करने का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैदबाव सेंसर.
दबाव सेंसरों में हिस्टैरिसीस के समाधान:
न्यूनतम संभव हिस्टैरिसीस प्रभाव सुनिश्चित करने के लिएदबाव सेंसर, निर्माताओं ने सेंसर के प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए कई प्रमुख उपाय किए हैं:
- सामग्री का चयन: सामग्री का चुनाव हिस्टैरिसीस में निर्णायक भूमिका निभाता है। इसलिए, निर्माता सेंसर निर्माण में उपयोग की जाने वाली मुख्य सामग्रियों, जैसे डायाफ्राम, सील और तरल पदार्थ का सावधानीपूर्वक चयन करते हैं, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि वे विभिन्न कामकाजी परिस्थितियों में न्यूनतम हिस्टैरिसीस प्रदर्शित करते हैं।
- डिज़ाइन अनुकूलन: सेंसर के संरचनात्मक डिज़ाइन, जैसे डायाफ्राम के आकार, आकार और मोटाई में सुधार करके, और सीलिंग विधियों को अनुकूलित करके, निर्माता घर्षण, स्थैतिक घर्षण और सामग्री विरूपण के कारण होने वाले हिस्टैरिसीस को प्रभावी ढंग से कम कर सकते हैं।
- उम्र बढ़ने का उपचार: नव निर्मित सेंसर महत्वपूर्ण प्रारंभिक हिस्टैरिसीस प्रदर्शित कर सकते हैं। के माध्यम सेउम्र बढ़ने का इलाजऔर विशिष्ट परीक्षण कार्यक्रमों में, सामग्रियों को स्थिर और अनुकूलित करने के लिए त्वरित किया जा सकता है, जिससे इस प्रारंभिक हिस्टैरिसीस को कम किया जा सकता है। नीचे दी गई छवि दिखाती हैXDB305के दौर से गुजरउम्र बढ़ने का इलाज.
- सख्त उत्पादन नियंत्रण: उत्पादन प्रक्रिया के दौरान सहनशीलता और गुणवत्ता को सख्ती से नियंत्रित करके, निर्माता प्रत्येक सेंसर की स्थिरता सुनिश्चित करते हैं और हिस्टैरिसीस पर उत्पादन विविधता के प्रभाव को कम करते हैं।
- उन्नत अंशांकन और मुआवजा: कुछ निर्माता सेंसर आउटपुट में हिस्टैरिसीस को सटीक रूप से मॉडल करने और सही करने के लिए उन्नत डिजिटल मुआवजा तकनीक और बहु-बिंदु अंशांकन विधियों का उपयोग करते हैं।
- प्रदर्शन परीक्षण और ग्रेडिंग: सभी सेंसर अपनी हिस्टैरिसीस विशेषताओं का आकलन करने के लिए विस्तृत परीक्षण से गुजरते हैं। परीक्षण परिणामों के आधार पर, सेंसर को यह सुनिश्चित करने के लिए वर्गीकृत किया जाता है कि केवल विशिष्ट हिस्टैरिसीस मानकों को पूरा करने वाले उत्पाद ही बाजार में जारी किए जाते हैं।
- त्वरित जीवन परीक्षण: अपने अपेक्षित जीवनकाल के दौरान सेंसर की प्रदर्शन स्थिरता को सत्यापित करने के लिए, निर्माता नमूनों पर त्वरित उम्र बढ़ने और जीवन परीक्षण करते हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि हिस्टैरिसीस स्वीकार्य सीमा के भीतर रहे।
ये व्यापक उपाय निर्माताओं को हिस्टैरिसीस घटना को प्रभावी ढंग से नियंत्रित करने और कम करने में मदद करते हैंदबाव सेंसर, यह सुनिश्चित करते हुए कि सेंसर वास्तविक अनुप्रयोगों में उच्च सटीकता और विश्वसनीयता आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
पोस्ट समय: मई-09-2024