在工業自動化測量體系中,數字變送器作為實現信號轉換與傳輸的關鍵樞紐,其測量精度直接關乎整個控制系統的穩定性與可靠性。因此,使用前是否需要進行調節校準,一直是用戶關注的焦點。本文將從技術原理、行業規范以及實際應用等多個維度,深入剖析數字變送器校準的必要性。
數字變送器的核心功能,是將傳感器輸出的模擬信號,如電壓、電流、電阻信號,精準轉換為標準化的數字信號,常見的如 4 - 20mA 電流信號、HART 協議信號、Modbus RTU 信號等。其內部集成了信號放大、模數轉換(ADC)、微處理器運算以及數字信號輸出等多個關鍵模塊。校準的本質,在于對設備全鏈路誤差進行系統性修正,主要涵蓋以下幾個方面:
零點偏移修正:旨在消除傳感器在未受測量時的輸出偏差。以壓力變送器為例,在真空狀態下,其輸出理應歸零,若出現非零輸出,則需通過校準予以修正。
量程線性化調整:用于修正傳感器在全量程范圍內的非線性誤差。工業級傳感器的非線性度通常在 0.1% - 0.5% FS 之間,通過校準可有效提升其線性度,確保測量精度。
溫度漂移補償:針對溫度敏感元件,如應變片、熱電偶,校準其在不同環境溫度下的輸出漂移。這類元件的典型溫度系數為 50 - 200ppm/°C,溫度變化會顯著影響測量結果,通過校準可實現精準補償。
信號傳輸誤差校準:對模數轉換、數字濾波以及協議轉換過程中引入的量化誤差和時序誤差進行修正,確保信號在傳輸過程中的準確性。
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