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2010年2月26日 (金)

センサの実験手法

センサの実験をするために、まずセンサの信号処理回路を校正しておくのが第一。

ダミーのセンサを作成し、エレクトロニクス部分をモジュールごとに性能と安定性などを確認する。センサ回路を測定器として使用するためである。

次に、センサと回路を接続し、本番のセンサ特性を測定する。

最初になにをするか? 起動した後、何もしないでしばらく出力を見ながら放置しておく。ゼロ信号時の安定性を見るためである。放置時間はデーターがほぼ安定するまで。

次に計測範囲の上限の物理量をセンサに加える。その状態をしばらく維持。ドリフトを見る。そして、再び物理量をゼロに戻す。これで、ドリフト量とヒステリシスの程度が判る。

ここからが工夫のしどころ。アナログエンジニアはいつも望む特性を想定し、理想特性からのずれを意識的に見ている。山も掛ける。センサ出力が物理量の1次関数と予測できる場合には最低0-50-100-50-0%のシーケンスを複数回行う。2次関数が予想される場合にはさらに間の点も取る。

測定の間、温度環境は極力一定に保つ。そして、放置実験で得た安定までの時間よりすこしだけ時間を掛けて各条件でのデータを取る。常に、少しずつ余計な点を測定することと、ヒステリシスが観測にかかるようにしてデータを取得する。

次の段階で、恒温槽を用いて同じように温度試験を行う。ここからが、センサエレクトロニクスにとって勝負どころ。温度補償を行うか否かも考える。

概してセンサの試験では、センシング対象の物理量がどこまで正確であるかその確度は常に意識しなければならない。案外これが難しく手間がかかる。

以上の手順は、比較的素直なセンサの場合の実験手順。もっと複雑で測りにくいセンサも多数ある。

実験はその場でざっとデーターをグラフ化する。それも、塗装特性からの偏差をグラフ化するのだ。最近のエンジニアはリアルタイムでデーター処理をせず、オフラインの表計算ソフトを使いたがる。これでは一度きりかもしれない異常現象の把握はできないだろう。

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