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力传感器或其他传感器的输入校验实现方法

时间:2021-10-13 点击次数:

关于校准力传感器,我们用一个例子来给大家说明力传感器输入通道的标定过程,这里分两部分来讲述:

1.输入通道增益及零偏校。

若采用独立的精确功率源作为输入,则必须通过1Mω电阻将信号连接到模拟地点。解决了由于信号控制电路输入电流偏移造成的电压不稳定。同理,也需要测量电缆端激励电压的电压值并加以考虑。所以,我们强烈建议用户使用标定盒进行校准。

举例来说,传感器的灵敏度是1.9798mV/V。

判断反馈信号是-10~+10V。要使整个范围得到充分利用,最好采用放大系数,把反馈信号放大到±10V。首先使用了硬件增益,然后对输入通道进行校准。

举个例子,用硬件增益选择可以放大反馈信号至10V以下的放大系数。可见,500倍的放大系数最接近10V,因此这是我们所需的最佳放大系数。保证最大电压在-10~+10V的范围内。超出了限度,后果就难以预料。

在确定硬件增益之后,连接MV级高精度电源或标定盒或参考传感器与计算机系统的传感器输入通道。

因为放大器和ADC并非十分理想,它们本身有较小的误差,因此实现的增益不能精确地选择硬件增益。为了保证最后的信号不超过+10V或者-10V,推荐在50%满量程中校准。

举例来说,对应于选定硬件增益500的理想灵敏度是:

10V反馈电压/(10V激励电压×500)=2mV/V。

激励电压为+5V-5V的形式提供,模拟力传感器的输出信号应采用MV级高精度电源模拟。通常可选择10mV和-10mV作为输出量来模拟负载的50%。这样:

由于5V激励电压(50%的10V激励电压)×2mV/V=10mV,因此是:

10mV×500=5000mV反馈电压(50%10V反馈电压)使力传感器的输入通道产生模拟信号输入(10mV)表示50%的范围,力反馈被拖到软件图形采样窗口,显示平均值接近50%。要想使该值达到50%,就必须校准输入通道。

2.力敏元件的增益及零偏校。

这是一个力传感器校验的设定,也就是参数表上的增益和零偏差。

这两种测力仪的灵敏度都是基于理想测力仪的灵敏度,这两种测力仪的灵敏度与理想测力仪的灵敏度不相等。所以,要想得到真正的力反馈信息,必须对上述通道进行校正,才能达到零偏差。其做法是:

(1)补偿真实力敏元件的灵敏度。方程修正系数的计算:

校正系数=理想灵敏度(MV/V)/实际灵敏度(MV/V):LC灵敏度修正系数=2/1.9798=1.0102.

(2)该制度的最终收益。计算公式的用法:

输入通道校准增益×LC灵敏度修正系数示例:系统最终增益=1.00437×1.0102=1.01461。

(3)连接真力传感器到传感器输入通道后,用手拉或按压压力传感器检查增益符号。如有误,更改系统增益的正负号。

(4)由于于力传感器本身产生的静态零偏差,或者施加在力敏元件上的质量,会出现很小的零偏差。增加或减去软件图形窗口中出现的偏移值(Systemoffset)。

(5)力敏元件、系统最终增益和系统零偏移的LC敏感度修正系数进入软件系统。

迄今为止,已完成对实用力传感器的输入校验。

结语:

力传感器或其他传感器的输入校验实现方法,首先根据实际接入传感器对应的理想传感器校准输入通道(硬件),得到理想传感器的输入通道校准增益和零偏差;最后对实际接入的传感器(软件)进行补偿,得到系统最终增益和系统零偏差。

该法实现了计算机系统传感器输入标定的简便、精确。举例来说,测力器需要经常在测量部门进行校准。仅根据实际标定后的灵敏度重新计算LC敏感度修正系数,系统最终增益得到系统零偏移,即可完成对力传感器的输入标定。文章部分内容源于网络,如侵犯您的权益请联系删除。


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