傳感器和放大器儀表將越來越多的用于工業(yè)自動化系統(tǒng)

傳感器獲取現(xiàn)場信號的準確性直接影響到整個工業(yè)自動化系統(tǒng)的測量和控制精度，為了獲取真實的現(xiàn)場信息，計算機系統(tǒng)訪問模擬傳感器輸出的模擬電信號。

本文將有針對性的位移傳感器輸入校準技術，根據(jù)傳感器靈敏度計算硬件增益和渠道增益，并通過軟件校準，該方法經(jīng)項目實際驗證，校準結果準確，操作方便，具有項目推廣價值。

廣泛應用于工業(yè)自動化生產(chǎn)、自動控制系統(tǒng)和非電力測試系統(tǒng)，在測量和控制過程中發(fā)揮著重要作用。傳感器獲取現(xiàn)場物理信號的正確性與整個系統(tǒng)的測量精度直接相關。

以力傳感器（主要是MV信號）為例：首先，通過多個采樣開關采樣，進入放大器進行直流放大，最后將放大信號發(fā)送到ADC（模擬/數(shù)字轉換器）。在此期間，必須收集快速和瞬態(tài)信號。ADC將放大的模擬電壓信號轉換為數(shù)字信號，并將數(shù)字信息發(fā)送到計算機系統(tǒng)。雖然它代表了各種物理參數(shù)的大小，但它仍然必須通過將標準（工程量轉換）轉換為原始參數(shù)的真實值來顯示、計算和處理。

為保證計算機系統(tǒng)能夠獲得真實的現(xiàn)場檢測信息和系統(tǒng)的準確性，應采用不失真的轉換方法獲取真實的現(xiàn)場信息，統(tǒng)一校準傳感器輸入通道的各個環(huán)節(jié)。

輸入校準思想。

一般來說，位移輸入沒有類似反饋的內部硬件增益。

類似力傳感器信號的放大通常通過位移反饋信號LVDT或電位計放大，但增益也需要計算，最大最小值保持在10V。

輸入研究力傳感器。連接計算機系統(tǒng)的力傳感器是連接激勵電壓的惠斯通電橋。它可以輸出MV反饋信號[3]。該信號的強度與激勵電壓有關。如果激勵電壓為10V，則應提供非常準確的線性電源（內部或獨立的外部電源）。力傳感器的最終輸出信號與力傳感器上的外力成比例，即計算機系統(tǒng)測量的力信號。

力傳感器的靈敏度由計量部用標準測力機驗證，并在力傳感器驗證證書中注明。例如，力傳感器的靈敏度為1.9798mv/v。

然后確定硬件增益。MV級信號C獲得最佳分辨率，MV級信號需要通過硬件增益放大，使信號盡可能接近10V。

對于具有確定靈敏度系數(shù)的力傳感器，放大后的信號電壓范圍可以用以下公式計算：

放大信號電壓=激勵電壓值×力傳感器靈敏度×放大系數(shù)。

每個級別的放大系數(shù)都有相應的理想傳感器靈敏度，可以給出最大的放大效果。例如，硬件增加500倍，相應力傳感器的理想靈敏度為2mv/v。

V信號超過2mv/V將導致總放大信號超過10V和A/D轉換器輸入飽和。這將被視為信號切斷，因此整個過程無法測量?？梢钥闯?，500小時的放大系數(shù)接近10V，這表明沒有信號被切斷，因此它是我們需要的最理想的放大系數(shù)。請看以下幾個方面：

1.A/D轉換器。

調整后，放大傳感器信號并將其發(fā)送到ADC進行轉換。由于放大器和ADC本身存在輕微誤差，通常需要修改數(shù)字輸出信號以獲得更準確的信號。

2.糾正力傳感器。

反饋信號以10級20行表的形式進一步糾正。該表用于糾正力傳感器的非線性，并采用多步分段法。一般來說，力傳感器的非線性區(qū)域出現(xiàn)在使用極限（100%范圍）內，因此使用傳感器校準增益和零偏差就足夠了。

3.零偏標定力傳感器。

對于具有特定靈敏度的力傳感器，以下例子的計算結果小于10伏，表明沒有信號截斷。

10×1.934mv/V×500=9.670V10×2.321mv/V×250=5.800V，但±10V體檢范圍尚未達到。為了將反饋信號放大到滿量程的最大和最小力，應使用力傳感器校準增益(10級表)。

為了快速確定力傳感器所需的校準增益，首先將相應的理想最大輸入電壓除以實際放大后的信號電壓，然后將相應的理想靈敏度除以實際靈敏度。表3和表4是計算力傳感器校準增益的兩種方法值。

由于力傳感器的靜態(tài)零偏差或作用于力傳感器的其他質量，在測量信號中可以看到零偏差。這種偏差可以通過輸入10級表的零偏差參數(shù)來消除，零偏差可以通過輸入全范圍的力傳感器來校準。

此后，軟件中的讀數(shù)將以滿量程百分比或工程值的形式準確顯示。