جبران هوشمند اثرات تغییر دما بر سنسورهای اختلاف فشار خازنی

در صنایع و فرآیندهای صنعتی از سنسورهای اختلاف فشار خازنی به صورت گسترده ای استفاده می شود.دلیل گسترش روز افزون این نوع سنسورها در صنعت داشتن مزایایی مانند حساسیت بالا و مصرف پایین توان می باشد.سنسورهای اختلاف فشار خازنی دارای معایبی نیز هستند.از جمله این معایب می توان به تاثیر عوامل محیطی مانند دما ، رطوبت و آلودگی بروی رفتار این نوع سنسورها اشاره نمود. معمولاً مدل ریاضی دقیقی از سنسورها که رابطه بین کمیت اندازه گیری شده و پاسخ را نشان دهد و همچنین وابستگی خروجی سنسور به پارامترهای محیطی را بیان کند در دسترس نمی باشد. بعلاوه چون اکثر سنسورها دارای مشخصه رفتاری غیرخطی هستند و پارامترهای محیطی رفتار سیستم را بصورت غیرخطی تحت تاثیر قرار می دهند مسئله بدست آوردن یک خروجی دقیق و مسئله کالیبراسیون به یک مشکل پیچیده ای تبدیل می شود. بعضی از مشخصات ایده آل سنسورها شامل مشخصه رفتاری خطی، تصحیح خودکار برای کاهش تاثیر ناسازگار پارامتری محیطی، حساسیت بالا و دقت بالا، مصرف توان پایین می باشد. هرچند که در شرایط عملی و واقعی رسیدن به این مشخصات ایده آل آسان نیست. بخاطر اینکه به یک خروجی دقیق از سنسور اختلاف فشار خازنی دست یابیم، نیاز داریم که تاثیر ناسازگار پارامترهای محیطی و مشخصات غیرخطی بصورت مناسبی جبران کنیم. در این میان حضور کنترل کننده ها و پردازشگر ها در سنسورها(سنسورهای هوشمند) باعث بهبود در مشخصه غیر خطی سنسورها ،جبران آفست ورودی شده است.از دیگر مزایای سنسورهای هوشمند می توان به بهبود در عملکرد سنسور، دقت بیشتر، پایداری بهتر و مقاوم بودن در برابر نویز اشاره نمود.وجود این مزیتها در سنسورهای هوشمند باعث کاربرد وسیع آنها در اندازه گیری اختلاف فشار، نیرو ،سرعت، شتاب و فلو شده است.هدف از این تحقیق طراحی یک سیستم ابزار دقیق هوشمند است به نحوی که اثر تغییرات دمای محیط بر روی عملکرد و خروجی سنسور اختلاف فشار جبران و حذف شود.با به کار گیری یک سیستم آزمایشگاهی مناسب ابتدا یک سنسور اختلاف فشارخازنی را که در محیط آزمایشگاه کالیبره شده است ،در معرض شرایط محیطی واقعی قرار داده و داده های ورودی-خروجی که عبارتند از تغییرات خروجی سنسور در نتیجه تغییرات دما و اختلاف فشار بدست می آید. سپس این داده ها برای آموزش یک سیستم ابزار دقیق هوشمند بکار گرفته می شوند.این سیستم ابزار دقیق هوشمند چنان طراحی و آموزش داده شده است که خروجی آن فقط به اختلاف فشار بستگی داشته و اثر تغییرات دمای محیط در خروجی حذف می شود.هم چنین روش دیگری بر اساس جدول جستجو ارائه شده است. برای درون یابی مقادیر داخل این جدول از استنتاج عصبی فازی استفاده شده است.به کمک شبیه سازیهای انجام شده کارآیی این دو جبران کننده هوشمند مورد بررسی قرار گرفته است.در نهایت نیز به کمک میکروکنترلر جبران کننده هوشمند به صورت سخت افزاری پیاده سازی شده است.