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自動化設備傳感器的標定與校準是多少

??傳感器的標定是指通過試驗建立傳感器輸出與輸入之間的特性，并確定不同使用條件下的誤差。

??傳感器的校準是指傳感器使用、存儲一段時間后，需對其主要技術指標進行復測。校準和標定的本質是一樣的，標定與校準的目的是確保測量的準確、統一和合法性。

??對傳感器進行標定與校準需以國家和地方計量部門的有關檢定規程為依據，選擇正確的標定條件和適當的儀器設備，按照規定的程序進行。

??對傳感器進行標定是根據試驗數據確定傳感器的各項性能指標，實際上也是確定傳感器的測量精度。在標定傳感器時，所用的測量儀器的精度至少要比被標定的傳感器的精度高一個等級。這樣，通過標定確定的傳感器的性能指標才是可靠的，所確定的精度才是可信的。

??傳感器標定的意義

??傳感器標定是系統設計、制造和使用傳感器的一個重要環節。任何傳感器在制造、裝配完畢后都需對設計指標進行標定試驗，以保證量值的準確傳遞。

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??對新研制的傳感器也必須進行標定試驗，這樣才能用標定數據進行量值傳遞，而標定數據又可作為改進傳感器設計的重要依據。

??對出現故障的傳感器，若經修理還可繼續使用，修理后也必須再次進行標定試驗，這是為防止它的某些指標發生變化而產生誤差。

??傳感器標定的分類

??(1)根據被測量量分類

??1)**標定法。被測量量是由高精度的設備產生并測量其大小，這種方法的特點是標定精度高，標定設備復雜。

??2)相對標定法。又稱比較標定法，被測量量是用根據**標定法標定好的標準傳感器來測量的，這種方法的特點是簡單易行，但標定精度較低。

??(2)根據標定的內容分類

??1)靜態標定。傳感器靜態標定的目的是確定傳感器靜態特性指標，如線性度、靈敏度、滯后和重復性等。對傳感器進行靜態特性標定，首先是創造一個靜態標準條件，其次是確定標定儀器設備(標準量具)精度等級，要求標準量具的精度等級比被標定傳感器至少高一個等級，附加設備的精度又必須比標準量具精度至少高一個等級，然后才能開始對傳感器進行靜態特性標定。傳感器的靜態特性是在靜態標準條件下進行標定的，靜態標準是指沒有加速度、振動、沖擊(除非這些參數本身就是被測物理量)及環境溫度為室溫(20±5)℃，相對濕度≤85%，大氣壓力為(760±60)mmHg 的情況。

??以靜態標定的比較法為例，標定步驟是，傳感器全量程(測量范圍)等間隔分點標定→正、反行程往復循環一定次數(一般為3～10次)逐點標定(輸入標準量，測試傳感器相應的輸出量)→列出傳感器輸出-輸入數據表格或繪制輸出-輸入特性曲線→數據處理獲取傳感器的線性度、靈敏度、遲滯和重復性等靜態指標。

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不斷開發各種特殊功能與特殊功能模塊，是當代PLC區別于傳統PLC的重要標志之一。隨著PLC技術的發展，其應用領域正在日益擴大。目前，PLC除在傳統的邏輯控制、順序控制等通用領域廣泛應用外，在過程控制、運動控制等特殊領域也已經被大量應用特殊功能與通用功能比較，其主要區別在于程序處理方式、控制對象、控制范圍3個方面。

??①程序處理方式 作為PLC的特殊功能與特殊功能模塊，為了提高處理速度，CPU對程序的處理可以不使用常規的“循環掃描”方式，用戶程序的執行不再需要經過輸入采樣、執行指令、輸出刷新3階段，而是直接由PLC的操作系統進行處理。PLC的集成中斷處理、高速計數與高速脈沖輸出功能即屬于這一范疇。

??對于部分特殊功能模塊，其本身就帶有獨立的處理器、存儲器等基本硬件與必要的軟件，有的模塊還可以獨立使用，此類模塊通常稱為智能模塊。PLC對智能模塊的控制，只需要在用戶程序中調用標準程序塊(通常由SIEMENS公司提供，用戶只需要在程序中調用)，并通過標準程序塊向模塊發送必要的控制指令或檢測其處理結果。

??因此，總的說來，PLC特殊功能的處理速度通常比普通的順序邏輯控制程序的處理速度更快，可以用于高速系統的控制。

??2)動態標定。傳感器動態標定的目的是確定傳感器的動態特性參數，如頻率響應、時間常數、固有頻率和阻尼比等。有時，根據需要也要對溫度響應、環境影響等進行標定。確定動態參數的方法很多，一般是通過實驗確定，例如測量傳感器的階躍響應、正弦響應、線性輸入響應、白噪聲、機械振動法等。

??動態標定信號多為階躍信號或正弦信號，分為一階傳感器的動態標定和二階傳感器的動態標定。一階傳感器只有一個時間常數，二階傳感器則有固有頻率和阻尼比兩個參數。動態標定的過程動態標定→研究動態響應→確定動態響應參數。以動態參數標定的正弦信號響應法為例，標定步驟是，測量傳感器正弦穩態響應的幅值和相角→得到穩態正弦輸出信號與輸入信號的幅值比和相位差→逐漸改變輸入正弦信號的頻率→重復前述過程可得到幅頻和相頻特性曲線→由幅頻和相頻特性曲線確定傳感器的動態特性參數。

??值得注意的是，傳感器制造出來之后，自身的測量精度就客觀確定了。對傳感器進行標定的結果可能因所用的標定裝置或標定數據處理方法不同而出現差異。一個高精度的傳感器，如果標定方法不當，則很可能在實測中產生較大的誤差反之，一個精度不太高的傳感器，如果標定方法得當，反而可能在實測中產生較小的誤差。顯然，提高標定設備、指示儀器的精度有助于提高標定精度。按有關規定，標定設備、指示儀器的精度都有*低要求。在此規定上，標定設備和指示儀器的精度越高，標定的精度也越高。另外，數據處理的方法很多，不同的方法有不同的精度，因此，提高對標定數據處理的精度也很重要。還應注意的是，應該盡力減小環境變化引起的誤差。傳感器一般由制造廠在實驗室內按規定條件進行標定，而設計人員和用戶通常希望傳感器的標定狀態盡可能模擬實際測量狀態，但在實驗室內不可能模擬各種使用狀態。使用狀態改變引起測試數據變化時，將會給測量帶來明顯的誤差。因此，過程設計與使用傳感器時就應考慮這一因素的影響。為了獲得較高的標定精度，應將傳感器及其配用的電纜、放大器等測試系統一起標定。某些環境條件對傳感器輸出的影響不可消除時，可在特定條件下標定，并給出在不同條件下標定值的修正系數或修正公式。若能在測量現場進行標定，則實測效果會更好。

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在西門子S7-400 plc的CPU面板上，有一系列指示燈和dip開關，其含義如下:

　　1.REDF紅燈

　　正常情況下，紅色指示燈不亮。如果紅燈亮，說明S7-400H系統的兩個CPU在同步時出現錯誤，即兩個CPU不同步。此時用戶需要檢查連接兩個CPU的同步光纖是否連接正確，如果連接正確則重啟CPU，然后觀察這種現象是否依然存在。如果紅燈閃爍，說明S7-400H系統的兩個CPU正在同步過程中。

　　2.EXTF紅燈

　　此紅色指示燈表示系統存在外部錯誤，例如S7-400H系統連接了遠程I/O模塊ET200M，ET200M機架上的一個I/O模塊出現故障，所以CPU的EXTF紅燈會一直亮著。用戶更換故障模塊后，紅燈熄滅，恢復正常。

　　3.INTF紅燈

　　此紅色指示燈表示系統有內部錯誤，通常是軟件錯誤。比如用戶使用STEP7軟件設計程序時，OB35的組織塊中程序數量過大，運行周期超過OB35規定的100ms。此時控制系統的CPU的INTF紅燈會一直亮著，CPU可能會停止。用戶可以通過減少程序數量或者在OB1上增加一些OB35的程序來解決這個問題。

的可能性。4)使用環境條件相對較差，PLC工作負荷較重。5)維修服務不方便，配件供應周期較長。

??I/O點(包括程序存儲器容量)的余量選擇無規定的要求，更沒有固定的計算公式，一切都必須根據實際情況進行，避免教條主義，這樣才能做到科學與合理。

??(3) 功能模塊的配套。選擇PLC時應考慮到功能模塊配套的可能性。選用功能模塊涉及硬件與軟件兩個方面。在硬件上，首先應保證功能模塊可以方便地與PLC進行連接，PLC應有連接、安裝位置與相關接口、連接電纜等附件。在軟件上，PLC應具有對應的控制功能，可以方便地對功能模塊進行編程。

??(4) 通信能力。對于分布式PLC控制系統或遠程I/O控制系統，PLC的通信功能是必須考慮的問題。而對于集中控制系統或單機控制系統，既要考慮到用戶現有外部調試設備等的正常使用，還應考慮到用戶管理水平的提高與技術發展的可能性。增強通信功能，既是信息技術發展的基本要求，也是當前PLC的技術發展方向之一。因此，在選擇PLC通信能力方面，應有一定的超前意識，保留系統的發展空間。

??2. 確定模塊

??在PLC基本型號、規格確定后，可以逐一根據控制要求，確定PLC各組成部分的基本規格與參數，選擇組成模塊的型號。確定模塊型號時，應考慮如下因素：