一種具有借鑒意義的傳感器輸入標定技術(shù)

　　例如，與所選硬件增益500對應的理想靈敏度為：

　　10 V反饋電壓/(10 V激勵電壓×500)= 2 mV/V

　　需要注意的是，激勵電壓以+5 V、-5 V形式給出，而要以一個(gè)mV級高精度電源來(lái)仿真模擬力傳感器輸出信號，一般可選擇+10mV和-10mV作為輸出來(lái)模擬50%的載荷。這樣：

　　5 V激勵電壓(50%的10 V激勵電壓)×2 mV/V = 10 mV因此有：

　　10 mV×500 = 5 000 mV反饋電壓(50%的10 V反饋電壓)為力傳感器輸入通道施加代表50%量程的模擬信號輸入(10 mV)，同時(shí)將力反饋拖入到軟件的圖形取樣窗口中，可以看到顯示的平均值接近50%.為了把這個(gè)值調整到準確的50%，就需要對輸入通道進(jìn)行標定。選擇菜單中的“Calibrate”

　　按鈕，就可以打開(kāi)如圖4所示的窗口。

　　圖4 輸入通道標定增益和零偏

　　對話(huà)框中的“Current Values”方框中顯示來(lái)自輸入反饋的mV電源、標定盒或參考力傳感器的當前電壓百分數值。“Unscaled value”應該顯示一個(gè)接近-50%的讀數。點(diǎn)擊“Copy”，把這“Unscaled value”復制到“Unscaled value”列的第一行。隨后，在“Scaled value”列的第一行中輸入我們的期望值(-50%)。

　　轉換mV級電源或力傳感器的極性。“Unscaled value”

　　應該顯示一個(gè)接近+50%的讀數。把這個(gè)值復制到“Unscaledvalue”列的第二行，并在“Scaled value”列的第二行輸入+50%的值。

　　現在，按下“Calculate(計算)”按鈕，軟件開(kāi)始計算該傳感器輸入通道標定增益和零偏以達到期望的Scaled值。按下“Apply(應用)”按鈕，這些值將被保存到計算機軟件系統中。

　　3.2力傳感器的增益和零偏標定

　　這個(gè)問(wèn)題實(shí)際上就是力傳感器標定的設定，即參數表格中的增益和零偏。

　　上述輸入通道標定增益和零偏，都是以理想力傳感器靈敏度進(jìn)行的，而最終實(shí)際的力傳感器靈敏度并不等同于理想力傳感器靈敏度，因此為了得到真實(shí)的力反饋信息，就需要對上述輸入通道的標定增益和零偏進(jìn)行修正。方法如下：

　　(1)對實(shí)際力傳感器的靈敏度進(jìn)行補償。修正系數利用公式計算：

　　修正系數=理想靈敏度(mV/V)/實(shí)際靈敏度(mV/V)示例：LC靈敏度修正系數= 2 / 1.979 8 = 1.010 2.

　　(2)系統的最終增益。利用公式計算：

　　系統的最終增益=輸入通道標定增益×LC靈敏度修正系數示例：系統最終增益= 1.004 37×1.010 2 = 1.014 61.

　　(3)將真實(shí)力傳感器連接到傳感器輸入通道后，用手拉或壓一下力傳感器來(lái)檢查增益的符號。如果不正確的話(huà)，給系統增益改變一下正負號。

　　(4)由于力傳感器自身的靜態(tài)零偏或施加在力傳感器上的質(zhì)量，可以看到一個(gè)小的零點(diǎn)偏移。在軟件圖形窗口中看到的偏移值，從系統零偏(System offset)中加上或減去(如果需要的話(huà))這個(gè)值。

　　(5)保存力傳感器的LC靈敏度修正系數、系統最終增益和系統零偏(Save the configuration)到軟件系統中。

　　至此，就完成了實(shí)際力傳感器的輸入標定。

　　4結語(yǔ)

　　本傳感器(力、位移)輸入標定實(shí)現方法，首先按實(shí)際要接入的傳感器相對應的理想傳感器對輸入通道(硬件)進(jìn)行標定，得到理想傳感器輸入通道標定增益和零偏;最后對實(shí)際要接入的傳感器(軟件)進(jìn)行補償，得到系統最終增益及系統零偏。

　　這一方法可方便、精確地實(shí)現計算機系統傳感器輸入標定。譬如，一個(gè)力傳感器需要經(jīng)常在計量部門(mén)標定，只需根據新標定的實(shí)際靈敏度，重新計算出LC靈敏度修正系數、系統最終增益及得到系統零偏，即可完成對該對力傳感器的輸入標定。這一方法已經(jīng)在計算機測控系統得到應用，效果良好，值得推廣和借鑒。