一種具有借鑒意義的傳感器輸入標定技術

　　2.1 A/D轉換器

　　傳感器信號經過調理即放大后，就要被送入到ADC進行轉換。由于放大器和ADC本身有微小的誤差，通常有必要對數字輸出信號進行修正以便獲得一個更精確的信號。這通過輸入通道標定增益(Calibration Gain)和零偏(CalibrationOffset)來實現。

　　2.2力傳感器修正

　　反饋信號隨后通過一個以10級20行表格形式構成的軟件放大器做進一步的修正。這個表格的目的是用來修正力傳感器的非線性，采用多步分段式的方法。通常力傳感器的非線性區出現在使用極限狀況下(100%量程)，因此通常采用一個傳感器標定增益和零偏就足夠了。

　　2.3力傳感器標定零偏

　　對于具有特定靈敏度的力傳感器，以下的例子計算結果都少于10 V，這表明沒有信號截斷。例如：

　　10×1.934 mV/V×500 = 9.670 V10×2.321 mV/V×250 = 5.800 V然而，±10 V的整個測量范圍卻沒有達到。為了使反饋信號放大到滿量程的最大、最小力，就要使用力傳感器標定增益(10級表格)。

　　為了快速確定力傳感器所需標定增益，一是用對應的理想最大輸入電壓除以實際放大后信號電壓，二是用對應的理想靈敏度除以實際靈敏度，表3和表4所列就是兩種計算力傳感器標定增益的方法值。

　　由于力傳感器的靜態零偏或作用在力傳感器上的其他質量，測量信號中將會看到零偏。利用10級表格零偏列參數輸入可消除這個偏移，以全量程的百分比值輸入后的力傳感器標定零偏如表5所列。

　　自此，軟件中的讀數將以滿量程的百分比形式準確地顯示，或以工程值準確顯示。

　　3輸入標定過程

　　以力傳感器輸入通道的標定過程為例予以說明。力的標定過程分為兩部分進行。

　　3.1輸入通道增益和零偏的標定

　　如采用一個獨立的精確電源作為輸入，返回信號需要通過一個1 MΩ的電阻連接到模擬地。避免由信調器電路的輸入電流的偏差而帶來的輸入電壓的不穩定。同樣，也需要測量激勵電壓在電纜末端的電壓值，并把它考慮進來。所以，強烈建議用戶采用標定盒來進行標定。

　　確定已連力傳感器的靈敏度，例如，力傳感器靈敏度為1.979 8 mV/V.

　　確定反饋信號量程范圍是從-10 ~ +10 V.為了能夠充分利用整個量程，最理想的辦法是采用放大系數，這個放大因子可以把反饋信號放大到±10 V范圍內。通過兩個步驟來實現，一是采用硬件增益，另一是輸入通道標定增益。

　　現以硬件增益為例，選擇能夠把反饋信號放大到小于或等于10 V的放大系數。可以看到采用放大系數500倍時最接近10 V，因此它就是我們需要的最理想的放大系數。必須確保最終電壓不超過極限(-10 ~ +10 V)。若超過了極限，可能出現無法預測的后果。

　　在確定了硬件增益后，再把一個mV級高精度電源或一個標定盒或參考力傳感器連接到計算機系統的傳感器輸入通道上。

　　由于放大器和ADC不是完全理想的，自身存在很小的誤差，達到的增益不可能確切就是所選擇的硬件增益。為了確保最終信號不會高于+10 V或低于-10 V，建議標定工作在滿量程的50%范圍內進行。