當(dāng)工程師設(shè)計(jì)現(xiàn)代工藝設(shè)備時(shí)
他們指定傳感器來(lái)測(cè)量重要的過(guò)程變量
搜索流量、液位、壓力和溫度
這些測(cè)量用于幫助過(guò)程控制系統(tǒng)調(diào)整閥門(mén)
工廠內(nèi)的泵和其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)
來(lái)保持這些數(shù)量的適當(dāng)值并確保安全運(yùn)行
那么，工廠如何維持這些傳感器的運(yùn)行
以保證過(guò)程的實(shí)際值被感知
然后傳給控制系統(tǒng)？
答案是“傳感器校準(zhǔn)”
傳感器校準(zhǔn)是一種調(diào)整或一組調(diào)整
在傳感器或儀器上執(zhí)行以使該儀器工作
盡可能準(zhǔn)確或無(wú)錯(cuò)誤
誤差只是指示之間的代數(shù)差
以及被測(cè)變量的實(shí)際值
傳感器測(cè)量中的誤差可由多種因素引起
首先，儀器可能沒(méi)有正確的零位基準(zhǔn)。
現(xiàn)代傳感器和發(fā)射器都有電子設(shè)備，
以及參考電壓或信號(hào)，
可能由于溫度、壓力或環(huán)境條件的變化而隨時(shí)間漂移。
其次，傳感器的范圍可能會(huì)移動(dòng)
兩個(gè)條件相同，
或是工藝的操作范圍發(fā)生了變化。
例如，一個(gè)過(guò)程當(dāng)前可以在0到200 PSI的范圍內(nèi)運(yùn)行，
但操作上的變化需要它在0到500 PSI的范圍內(nèi)運(yùn)行。
第三，傳感器測(cè)量誤差
可能由于機(jī)械磨損或損壞而發(fā)生。
通常，此類錯(cuò)誤需要修復(fù)或更換設(shè)備。
誤差是不可取的
因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)沒(méi)有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)
從中做出控制決定，
例如調(diào)節(jié)控制閥的輸出
或設(shè)定給水泵的速度。
如果校準(zhǔn)離準(zhǔn)確的工藝條件太遠(yuǎn)，
可能危及工藝安全。
如果我是工廠的儀器或操作工程師，
我需要每臺(tái)儀器都有一個(gè)正確的校準(zhǔn)。
正確的校準(zhǔn)將產(chǎn)生準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，
這反過(guò)來(lái)又使得對(duì)過(guò)程的良好控制成為可能。
當(dāng)實(shí)現(xiàn)良好的控制時(shí)，
這樣，流程就能高效、安全運(yùn)行
大多數(shù)現(xiàn)代加工廠都有傳感器校準(zhǔn)程序，
需要定期校準(zhǔn)儀器。
校準(zhǔn)需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，
尤其是當(dāng)設(shè)備難以觸及或需要特殊工具時(shí)。
為了盡可能減少執(zhí)行傳感器
校準(zhǔn)所需的時(shí)間
我會(huì)先檢查一下儀器的狀況。
這只是在進(jìn)行任何調(diào)整之前執(zhí)行校準(zhǔn)。
如果當(dāng)前儀器校準(zhǔn)
被發(fā)現(xiàn)在設(shè)備的規(guī)定公差范圍內(nèi)，
則無(wú)需重新校準(zhǔn)。
要執(zhí)行“發(fā)現(xiàn)”檢查，
就要使用精密儀器
產(chǎn)生與變送器0%、25%
50%、75%和100%的過(guò)程范圍相對(duì)應(yīng)的過(guò)程信號(hào)
相應(yīng)的發(fā)射端輸出
以毫安為單位，觀察并記錄。
這被稱為“5點(diǎn)”檢查
然后，為了檢查磁滯，
傳感器輸出過(guò)程值的現(xiàn)象
變“低”和變“高”是不同的，
輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)于100%，
按順序記錄75%、50%、25%和0%。
計(jì)算每個(gè)檢查點(diǎn)的偏差
并與設(shè)備允許的最大偏差進(jìn)行比較。
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如果偏差大于允許的最大值，
然后執(zhí)行完全校準(zhǔn)。
如果偏差小于允許的最大值，
則不需要傳感器校準(zhǔn)。
假設(shè)最大偏差公差為0.5%。
使用校準(zhǔn)圖表中的數(shù)據(jù)
從圖中我們可以看出偏差都較小
大于允許的最大偏差0.5%。
因此，無(wú)需額外校準(zhǔn)。
現(xiàn)在假設(shè)最大偏差公差為0.20%。
使用校準(zhǔn)圖表中的數(shù)據(jù)
從圖中我們可以看出有些偏差大于
最大允許偏差為0.20%。
因此，需要進(jìn)行傳感器校準(zhǔn)。
為了校準(zhǔn)，我們需要一個(gè)非常精確的過(guò)程模擬器，
在這種情況下，壓力供應(yīng)，
連接到變送器的過(guò)程側(cè)。
電流表附在輸出端
測(cè)量變送器的4-20毫安輸出。
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理想情況下
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試研究所校準(zhǔn)模擬器
使用電流表。
在實(shí)踐中
我們可以使用非常精確的過(guò)程儀表和壓力輸入模塊。
如果我們有模擬發(fā)射器，
為了減小測(cè)量誤差，必須調(diào)整零點(diǎn)和量程。
使用模擬發(fā)射器，
變送器本身有零點(diǎn)和量程調(diào)整。
調(diào)零使輸出精確到4毫安
當(dāng)變送器采用0%過(guò)程測(cè)量值時(shí)
并進(jìn)行量程調(diào)整以移動(dòng)輸出
當(dāng)采用100%過(guò)程測(cè)量時(shí)
精確到20毫安
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不幸的是，對(duì)于模擬發(fā)射端
零點(diǎn)和量程調(diào)整是相互作用的
也就是說(shuō)，調(diào)整一個(gè)移動(dòng)另一個(gè)
因此，校準(zhǔn)是一個(gè)設(shè)定零點(diǎn)和量程的迭代過(guò)程
但通常只需要2到3次迭代
用數(shù)字發(fā)射器，我們可以調(diào)整輸入的傳感器信號(hào)
通過(guò)調(diào)節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出，
稱為“傳感器微調(diào)”和/或數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入
在輸出電路中，稱為“4-20毫安微調(diào)”或“輸出微調(diào)”。
校準(zhǔn)后，再次繪制誤差圖表。
與“發(fā)現(xiàn)”值一樣，存在一定程度的滯后。
但是，最大偏差已經(jīng)減小
從0.38%到0.18%，在0.20%的公差范圍內(nèi)
如此，就實(shí)現(xiàn)了傳感器校準(zhǔn)
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