一種具有借鑒意義的傳感器輸入標(biāo)定技術(shù)

　　例如，與所選硬件增益500對(duì)應(yīng)的理想靈敏度為：

　　10 V反饋電壓/(10 V激勵(lì)電壓×500)= 2 mV/V

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

　　5 V激勵(lì)電壓(50%的10 V激勵(lì)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(hào)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(diào)整到準(zhǔn)確的50%，就需要對(duì)輸入通道進(jìn)行標(biāo)定。選擇菜單中的“Calibrate”

　　按鈕，就可以打開如圖4所示的窗口。

　　圖4 輸入通道標(biāo)定增益和零偏

　　對(duì)話框中的“Current Values”方框中顯示來自輸入反饋的mV電源、標(biāo)定盒或參考力傳感器的當(dāng)前電壓百分?jǐn)?shù)值。“Unscaled value”應(yīng)該顯示一個(gè)接近-50%的讀數(shù)。點(diǎn)擊“Copy”，把這“Unscaled value”復(fù)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(zhuǎn)換mV級(jí)電源或力傳感器的極性。“Unscaled value”

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

　　現(xiàn)在，按下“Calculate(計(jì)算)”按鈕，軟件開始計(jì)算該傳感器輸入通道標(biāo)定增益和零偏以達(dá)到期望的Scaled值。按下“Apply(應(yīng)用)”按鈕，這些值將被保存到計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)中。

　　3.2力傳感器的增益和零偏標(biāo)定

　　這個(gè)問題實(shí)際上就是力傳感器標(biāo)定的設(shè)定，即參數(shù)表格中的增益和零偏。

　　上述輸入通道標(biāo)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(duì)上述輸入通道的標(biāo)定增益和零偏進(jìn)行修正。方法如下：

　　(1)對(duì)實(shí)際力傳感器的靈敏度進(jìn)行補(bǔ)償。修正系數(shù)利用公式計(jì)算：

　　修正系數(shù)=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(shù)= 2 / 1.979 8 = 1.010 2.

　　(2)系統(tǒng)的最終增益。利用公式計(jì)算：

　　系統(tǒng)的最終增益=輸入通道標(biāo)定增益×LC靈敏度修正系數(shù)示例：系統(tǒng)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檢查增益的符號(hào)。如果不正確的話，給系統(tǒng)增益改變一下正負(fù)號(hào)。

　　(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(tǒng)零偏(System offset)中加上或減去(如果需要的話)這個(gè)值。

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

　　至此，就完成了實(shí)際力傳感器的輸入標(biāo)定。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　本傳感器(力、位移)輸入標(biāo)定實(shí)現(xiàn)方法，首先按實(shí)際要接入的傳感器相對(duì)應(yīng)的理想傳感器對(duì)輸入通道(硬件)進(jìn)行標(biāo)定，得到理想傳感器輸入通道標(biāo)定增益和零偏;最后對(duì)實(shí)際要接入的傳感器(軟件)進(jìn)行補(bǔ)償，得到系統(tǒng)最終增益及系統(tǒng)零偏。

　　這一方法可方便、精確地實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)傳感器輸入標(biāo)定。譬如，一個(gè)力傳感器需要經(jīng)常在計(jì)量部門標(biāo)定，只需根據(jù)新標(biāo)定的實(shí)際靈敏度，重新計(jì)算出LC靈敏度修正系數(shù)、系統(tǒng)最終增益及得到系統(tǒng)零偏，即可完成對(duì)該對(duì)力傳感器的輸入標(biāo)定。這一方法已經(jīng)在計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)得到應(yīng)用，效果良好，值得推廣和借鑒。