超高精度校准的核心挑战与实现路径
实现±0.1%精度需突破环境干扰、材料形变及信号噪声三重挑战:
温度漂移控制:蓝宝石绝缘基底(SOS技术)使传感器在-50°C至125°C温区内温漂≤0.01%FS/℃;
非线性误差抑制:分子键合钛合金隔膜结构减少迟滞(典型值<0.005%FS),确保压力-电信号线性转换;
长期稳定性保障:外延硅应变仪与蓝宝石的晶体键合设计,实现10年寿命周期内漂移<±0.1%。
校准流程:从设备配置到误差修正
(1)校准设备与环境要求
要素 技术参数
标准压力源 精度≥0.05%FS,稳定性≤0.01%FS(如活塞式压力计)
环境控制 温度波动±1°C、湿度<60%RH、无尘无振动
数据采集系统 24位ADC分辨率,采样率≥1kS/s(如安捷伦34972A)
(2)校准三阶段操作
零点校准:
零压状态下调整微调电位器,使输出电流=4mA(或电压=0V);
采用软件辅助调零时,需写入DAC偏移补偿系数至EEPROM。
满量程校准:
加载额定压力(AGS4213-D-0010-AB量程为0-100bar),调整增益使输出=20mA/10V;
重复3次循环消除机械迟滞。
非线性修正:
以10%量程为间隔取11个压力点,记录输出值并拟合线性方程;
对偏差>0.05%的点植入分段补偿算法。
校准验证案例:某航空发动机测试中,AGS4213经上述校准后,在50-100bar区间的最大非线性误差仅0.07%FS。
工业场景应用验证
(1)生物制药微正压控制(0.1%精度达成)
搭配24位PID控制器,在30-100kPa区间实现波动率<±0.05%;
关键配置:
16位DAC输出(调节步长0.01%)
RS-485总线实时传输数据(延迟<10ms)。
(2)航空发动机高温测试
650℃环境下采用Al₂O₃纳米涂层,1000小时漂移<0.08%FS;