传感器获取现场信号的精度直接影响整个工业自动化系统的测量和控制精度。了获得真实信息，对连接到模拟传感器的计算机系统发出的模拟电信号进行了无失真的转换。文提出了一种力传感器和位移传感器的输入标定技术：基于理想传感器的灵敏度计算出硬件增益和通道增益，并对其软件进行了修改。过有效的项目验证，该方法的校准结果准确，易用，具有技术推广价值。工业自动化，自动控制系统，非电气测量系统的生产中，大量传感器被广泛使用，恒温阀芯在测量和控制过程中起着重要作用。感器获取站点的物理信号与整个系统的测量精度直接相关。文仅涉及输出模拟电信号的模拟传感器，不涉及相关的数字传感器[1]。常，计算机系统通常可以访问传感器，如图1所示。里以力传感器（主要是mV电平信号）为例。先，多通道采样开关采样并进入放大器进行连续放大。后，放大的信号在快速瞬变期间被发送到ADC（模拟/数字转换器）。必须对信号进行采样和维护。ADC将放大的模拟电压信号转换为数字信号，并且尽管发送到计算机系统的数字信息代表物理参数的各种值的幅度，但也必须将其转换为比例（转换为技术量）以将其转换为原始数据。于显示，计算和处理的参数的真实值。了使计算机系统获得现场检测到的实际信息并保证系统的准确性，有必要采用不变形的变换方法来获得现场的实际信息，并统一校准系统的所有链路。
感器输入通道。常，位移输入没有类似于力反馈的内部硬件增益。2显示了力和位移传感器的输入校准模块图。常，位移反馈信号（LVDT或电位计）的计算类似于力传感器信号的放大，但它们还必须计算增益并将满量程的最大值和最小值保持在± 10V。3显示了力和位移传感器的输入校准的比较。
先，研究力传感器的输入。接到计算机系统的力传感器是惠斯通电桥，连接到激励电压，能够提供mV反馈信号[3]。信号的强度与激励电压有关，例如10V。由非常精确的线性电源（内部或外部外部电源）提供。
传感器的最终输出信号以及施加到力传感器的外力。比例，此mV电平信号是计算机系统测得的力信号。二个是确定所选力传感器的灵敏度。传感器的灵敏度由计量服务使用标准力测量设备确定，并在力传感器验证证书中指明。如，恒温阀芯力传感器的灵敏度为1.979 8 mV / V。么，这就是确定材料增益的问题。了获得CAN的最佳分辨率，该mV电平信号必须通过硬件增益进行放大，以使其尽可能接近满量程的±10V。表1所示，对于用户而言，确定一个特定的力传感器的第一个所需的速度增益非常简单。个放大系数级别对应于一个理想的力传感器灵敏度，该灵敏度对应于提供最大放大率的灵敏度。如，对于500倍的材料增益，相应的力传感器的理想灵敏度为2 mV / V。果信号超过2 mV / V，则总放大信号超过10 V，并且输入的饱和模数转换器。
将被视为无法达到满量程测量的信号截断。以看出，使用500的放大倍数时接近10 V，这表明没有信号被截断，因此这是我们需要的最理想的放大倍数。面从几个方面进行说明。感器信号经过调节和放大后，将被发送到ADC进行转换。于放大器和ADC本身的误差很小，通常需要修改数字输出信号以获得更准确的信号。是通过输入通道校准增益（校准增益）和原始偏移量（校准偏移量）来完成的。后，通过软件放大器以10级20行表格的形式校正反馈信号。表的目的是使用多步分段方法来校正力传感器的非线性。常，力传感器的非线性区域出现在使用极限（范围的100％）以下。此，通常用传感器校准增益和原始偏移就足够了。于具有特定灵敏度的力传感器，以下示例均计算出低于10 V的电压，这表明没有信号截断。是，尚未达到±10 V的整个测量范围。了以最大和最大满量程力放大反馈信号，使用了力传感器校准增益（10级阵列）。了快速确定力传感器的所需增益，请将相应的理想最大输入电压除以实际的放大信号电压，并将相应的理想灵敏度除以实际灵敏度（表3和表4列出了这两种计算方法） 。增益校准增益方法的值。于力传感器的静态偏移或作用在力传感器上的其他质量的偏移，在测量信号中会出现原点偏移。以通过在10处输入阵列的零偏置参数来消除此偏移。入满量程百分比值后，力传感器校准的零输入如表5所示。此刻起，软件中的读数将准确显示为满量程的百分比或准确显示为技术值。校准力传感器的输入通道的过程为例。
校准过程分为两个部分。果使用单独的精密电源作为输入，则反馈信号必须通过1MΩ电阻连接到模拟地。免了由信号转换器电路的输入电流的偏转引起的输入电压的不稳定性。似地，还必须测量电缆末端的激励电压值并将其考虑在内。此，强烈建议用户使用校准盒进行校准。定所连接的力传感器的灵敏度，例如，力传感器的灵敏度为1.979 8 mV /V。返回信号范围设置为-10至 10V。了充分利用整个范围，最理想的方法是使用放大系数，可以将反馈信号放大到±10V以内。分两步完成，一步通过硬件增益，另一步通过输入通道的缩放增益。硬件增益为例，选择能够将反馈信号放大到小于或等于10 V的放大倍数。们可以看到500倍的放大倍数最接近10 V，因此这是我们需要的最理想的放大倍数。保最终电压不超过限制（-10至 10 V）。果超过限制，可能会导致不可预知的后果。定硬件增益后，将高精度mV级电源，校准箱或参考力传感器连接到计算机系统的传感器输入通道。于放大器和ADC并不是很完美，因此其自身几乎没有误差，并且获得的增益不能恰好是所选的材料增益。了使最终信号不大于 10 V或小于-10 V，建议在满量程的50％之内执行校准。该注意的是，激励电压以 5 V，-5 V的形式给出，并且模拟力传感器的输出信号是使用mV类的高精度电源模拟的。
常， 10 mV可选择-10 mV作为输出，以模拟50％。载将50％（10 mV）范围的模拟信号输入到力传感器的输入通道，并将力反馈拖回到软件的图形采样窗口中，可以看到显示的平均值接近50％。了将此值设置在50％以内，必须校准输入通道。
菜单中选择“校准”按钮以打开图4所示的窗口。V电源，校准箱或参考力传感器的当前百分比值来自该条目显示在对话框的“当前值”字段中。“未缩放的值”应显示接近-50％的值。击“复制”以将此“非标度值”复制到“非标度值”列的第一行。后在“比例值”列的第一行中输入我们的期望值（-50％）。换电源或mV类力传感器的极性。
“未缩放的值”应显示接近 50％的值。该值复制到“未缩放的值”列的第二行，然后在“缩放的值”列的第二行中输入 50％的值。在，按下“计算”按钮，软件将开始计算传感器输入通道的校准增益和原始偏移量，以获得所需的缩放比例值。些值将通过单击“应用”按钮保存在计算机系统中。个问题实际上是力传感器校准的调整，即参数表中的增益和原始偏移。面提到的输入通道校准增益和零偏移都是在力传感器的理想灵敏度下实现的，而力传感器的实际灵敏度并不等于传感器的理想灵敏度。力。此，为了获得实际的力反馈信息，需要上述输入通道。正增益和原始偏移会被校正[4]。际力传感器的灵敏度得到补偿。例：灵敏度校正系数LC = 2 / 1.979 8 = 1.010 2.系统的最终增益。例：系统最终增益= 1.004 37×1.010 2 = 1.01461。实际力传感器连接到传感器输入通道后，用手检查增益符号或按力传感器。果不正确，请更改系统增益的符号。值在软件中。此，实际力传感器的输入校准完成。行传感器输入校准（力，位移）的方法是首先根据与要连接的传感器相对应的理想传感器来校准输入通道（硬件）。
准增益和理想传感器输入通道的原始偏移，最后是实际连接传入传感器（软件）补偿系统的最终增益和系统偏置。种方法可以轻松，准确地实现计算机系统的传感器输入校准。如，在计量服务中必须经常校准力传感器，重新计算LC灵敏度校正系数，系统的最终增益并根据灵敏度获得系统偏移就足够了。
际校准，即可完成力传感器的输入校准。方法已应用于测量和计算机控制系统[5]，效果良好，值得推广和学习。
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