传感器的动态校准

传感器的动态校准一直是困扰传感器发展的一个难题。近十几年来,它从原来主要应用于军事国防领域,逐渐向民用领域转变,使得在这方面研究的人越来越多。对传感器的动态校准,国外相对而言研究的时间较长,涉及的领域也更宽一些。像美国、俄罗斯、德国、印度等,都取得了较高的水平。在国内,特别是近5、6年,一些厂家和研究人员在该领域都进行了深入的研究,取得了比较令人满意的成果。

动态测量与静态测量相比,不仅要使用响应足够快的传感器和二次仪器,而且还要进行从原始测量结果到最终测量结果的复杂解算,即信号恢复。为了使信号恢复成为可能,必须事先知道所使用的传感器的动态响应特性。动态校准就是在这样的客观需求的情况下,产生并发展起来的。

对传感器动态校准一般从生产和使用两个方面入手。对生产厂家而言,可以将调整好的模拟滤波器制成的专用芯片、传感器及其放大电路方便地封装起来形成一体。这将从硬件上使得传感器的动态特性得到根本改善。它的优势在于使传感器的整体性能得以提高,而且运算速度快、体积小,可以达到快速响应和取得高分辨率。如果用户使用的传感器动态性能变坏,再采取动态补偿模拟滤波器的方法就不太可能了。在这种情况下,只能通过使用计算机,用软件的方法改善测试系统的动态性能。通过编写简单的补偿数字滤波器程序,就可以在没有增加硬件的条件下,使整个通道的动态性能大为改善。

对传感器进行动态校准,既可以在时域,又可以在频域。由于多数传感器的动态校准是在时间域里进行的,例如用激光对温度传感器进行动态校准,用激光管做压力传感器的动态校准,用落锤装置做加速度传感器的动态校准等。总之对应与不同的传感器其校准的方法又各不相同。