單點(diǎn)校準(zhǔn)
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單點(diǎn)校準(zhǔn)是最簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)類型,建議用于僅在單個(gè)負(fù)載或扭矩下進(jìn)行精確測(cè)量的應(yīng)用。如果力傳感器已知是線性的、可重復(fù)的,并且在所需的測(cè)量范圍內(nèi)具有正確的斜率,則可以應(yīng)用一點(diǎn)校準(zhǔn)來調(diào)整零點(diǎn)偏移誤差(零點(diǎn)平衡)。
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單點(diǎn)力傳感器校準(zhǔn)還有助于驗(yàn)證"輸出漂移",以糾正傳感器性能隨時(shí)間推移的任何惡化。
兩點(diǎn)校準(zhǔn)
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兩點(diǎn)校準(zhǔn)比單點(diǎn)校準(zhǔn)更復(fù)雜,更精確。在兩點(diǎn)校準(zhǔn)中,傳感器偏移在兩個(gè)不同的輸出值下進(jìn)行調(diào)整,從而在整個(gè)力測(cè)量尺度上產(chǎn)生相當(dāng)精確的直線。通常建議使用的兩個(gè)點(diǎn)為零和滿量程(額定輸出)。
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已知稱重傳感器和扭矩傳感器在測(cè)量范圍(或額定輸出)上具有合理的線性,因此通常建議進(jìn)行兩點(diǎn)校準(zhǔn),因?yàn)閮牲c(diǎn)校準(zhǔn)基本上通過校正斜率(稱重傳感器靈敏度)和偏移(零平衡)誤差來重新縮放輸出。
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使用新的零點(diǎn)偏移和斜率(稱重傳感器靈敏度),可以確定表征傳感器輸出的線性方程(V外=靈敏度*負(fù)載 + Zero_Offset)。
五點(diǎn)校準(zhǔn)(多點(diǎn)曲線擬合)
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一些關(guān)鍵應(yīng)用要求在力傳感器非常特定的測(cè)量范圍內(nèi)具有高度的精度。在這些情況下,需要五點(diǎn)稱重傳感器校準(zhǔn)和曲線擬合來表征校準(zhǔn)曲線并在指定的輸出范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)測(cè)量輸出。
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通常,通過在所需測(cè)量范圍的0%,20%,40%,60%,80%,100%處進(jìn)行五點(diǎn)校準(zhǔn):
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0%:零點(diǎn)偏移調(diào)整(或零點(diǎn)余額);
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20%,40%,60%,80%:線性度調(diào)整;
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100%:量程或斜率調(diào)整(靈敏度)。
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在五點(diǎn)力傳感器校準(zhǔn)過程中,輸出讀數(shù)以升頻和降頻值進(jìn)行,以確定力測(cè)量系統(tǒng)(傳感器+信號(hào)調(diào)理器)的可重復(fù)性和遲滯。
由于大多數(shù)力傳感器與讀數(shù)顯示器或信號(hào)調(diào)理器配對(duì)以形成交鑰匙力測(cè)量系統(tǒng),因此儀器應(yīng)始終與傳感器連接,并使用扭矩傳感器校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備作為系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。也就是說,例如,考慮50磅LSB205微型S光束稱重傳感器與IAA200 4-20mA電流輸出放大器和10英尺長(zhǎng)的電纜配對(duì)。當(dāng)客戶要求時(shí),當(dāng)傳感器承受0(空載)、10磅、20磅、30磅、40磅和50磅的向上刻度和向下刻度的負(fù)載時(shí),將獲取五點(diǎn)輸出讀數(shù)。
滿量程的 %
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施加載荷(磅)
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放大器輸出 (MA)
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0% — 空載
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無負(fù)載
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4 毫安
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20%
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10 磅
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7.2 毫安
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40%
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20 磅
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10.4 毫安
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60%
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30 磅
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13.6 毫安
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80%
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40 磅
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16.8 毫安
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100% — 滿量程
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50 磅
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20 毫安
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80%
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40 磅
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16.8 毫安
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60%
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30 磅
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13.6 毫安
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40%
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20 磅
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10.4 毫安
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20%
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10 磅
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7.2 毫安
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0% — 空載
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無負(fù)載
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4 毫安
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表1:稱重傳感器5點(diǎn)校準(zhǔn)和多點(diǎn)擬合
根據(jù)應(yīng)用程序要求,此過程重復(fù)兩次或多次。利用輸出的差異來計(jì)算非重復(fù)性(或可重復(fù)性)和線性度(精度)。
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