模拟量的零点偏移与增益调整
如何调校差压变送器的零位、量程、线性度、迁移量和阻尼？
如何调校差压变送器的零位、量程、线性度、迁移量和阻尼？如何调校差压变送器的零位、量程、线性度、迁移量和阻尼？首先介绍一下图中模拟差压变送器调零过程的部件：（1）直流24V稳定电源；（2）250Ω标准电阻；（3）电压测量设备，例如数字电压表；（4）0~1kΩ可调负载电阻（5）高精度标准压力计（6）可调压力源校正方法如下。
（1）零位和量程的校正在开始校正差压变送器前，逆时针旋转电阻电位器，接通电源通电15~30min后，调整0位。
输入差压为0时，将转换器输出至4mA。
即电压表显示1±0.004V。
之后，加上相当于全输出的差压信号，调整量程范围电位器（顺时针旋转使输出增加，反过来减少），使差压变送器输出到20mA，即电压表表示5±0.004V。
注意调整量程电位器时会影响0位，调整0位电位器时不会影响范围，调整测量范围后请再调整1次0位。
（2）线性度调整通常差压变送器在出厂时会进行校正，但是线性性高，需要精密标准机器时也可以进行。
步骤是在调整了零位和范围后，加上相当于1/2范围的差压信号，此时输出为12mA，即电压表指示（3.000±0.004）V，在不符合要求的情况下，调整线性度电位器，在达到了输出要求后，通过零位、范围、线性度反复检查。
（3）迁移量调整为所需数值，则如1000~250mH2O的测量范围那样，首先将量程调整为0~1500mH2O。
如果开始点迁移量少，可以直接调整零的位置调整器来实现移动。
迁移量大时，将安全接线盒的正和负移动开关设置在相应位置（不能将两个开关全部设置在“+”、“-”的符号端。
）在输入端放入稳定的范围开始点差压信号，调整0位的电位器，将输出设为4mA。
再次检查的话，输入电压差是测定上限的情况（如上述250mH2O），其输出应该是20mA。
否则，继续微调电位器。
（4）阻尼所谓阻尼,即差压变送器的输出随被测压差变化的反应速度。
一般在现场使用时,按变送器输出波动情况加以调整,用小螺丝刀插入阻尼调节孔内,旋转电位器柄,向顺时针方向转,阻尼时间增加,向逆时针方向转,阻尼时间减小,但当旋到头时不可用力再旋,以免损坏电位器。
高精度模拟信号系统设计中的校准方法
高精度模拟信号系统设计中的校准方法
在高精度模拟信号系统设计中，校准方法起着至关重要的作用。
校准方法的准
确性直接影响到系统的性能和稳定性。
下面我们将介绍几种常见的高精度模拟信号系统设计中的校准方法。
第一种常见的校准方法是零点校准。
在零点校准中，我们测量系统的输出值，
并调整系统的零点偏移，使得输出值与预期值相等。
这样可以消除系统中的零偏差，提高系统的准确度。
第二种校准方法是增益校准。
在增益校准中，我们测量系统的输出值，并调整
系统的增益系数，使得输出值与预期值成比例。
这样可以消除系统中的增益误差，提高系统的线性度和稳定性。
第三种校准方法是非线性校准。
在非线性校准中，我们测量系统的非线性特性，并对系统进行相应的补偿。
这样可以消除系统中的非线性误差，提高系统的非线性响应。
另外，还有一种常见的校准方法是温度校准。
在温度校准中，我们考虑系统在
不同温度下的性能变化，并进行相应的调整。
这样可以提高系统的稳定性和可靠性。
总的来说，高精度模拟信号系统设计中的校准方法是多种多样的，根据具体的
系统需求和性能指标选择合适的校准方法非常重要。
通过合理的校准方法，可以提高系统的准确度、稳定性和可靠性，从而更好地满足实际应用需求。
不同的校准方法可以相互结合，以达到最优的效果。
在实际的设计过程中，需要充分考虑系统的整体性能和要求，选择合适的校准方法，并不断进行优化和调整，以确保系统具有高精度、高稳定性和高可靠性。
模拟量PID参数调节(重要)
模拟量PID参数调节模拟量PID参数调节PID就是比例微积分调节，具体你可以参照自动控制课程里有详细介绍！正作用与反作用在温控里就是当正作用时是加热，反作用是制冷控制。
PID控制简介目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。
同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。
智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。
自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
一个控控制系统包括控制器﹑传感器﹑变送器﹑执行机构﹑输入输出接口。
控制器的输出经过输出接口﹑执行机构﹐加到被控系统上﹔控制系统的被控量﹐经过传感器﹐变送器﹐通过输入接口送到控制器。
不同的控制系统﹐其传感器﹑变送器﹑执行机构是不一样的。
比如压力控制系统要采用压力传感器。
电加热控制系统的传感器是温度传感器。
目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID 控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligentregulator)，其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
有利用PI D控制实现的压力、温度、流量、液位控制器，能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC)，还有可实现P ID控制的PC系统等等。
可编程控制器(PLC)是利用其闭环控制模块来实现PID控制，而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet 相连，如Rockwell的PLC-5等。
还有可以实现PID控制功能的控制器，如Rockwell 的Logix产品系列，它可以直接与ControlNet相连，利用网络来实现其远程控制功能。
1、开环控制系统开环控制系统(open-loop controlsystem)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。
在这种控制系统中，不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。
模拟量的三种标定方法
模拟量的三种标定方法(以0-10V为例)：1、PLC内部不作标定，仪表的标定方法：1）仪表调成模拟量自定义输出模式，即u.Fn=12）利用仪表的模拟量测试功能，记录以下数值：模拟量输出0V时，记录此时PLC内部ADC数值ADC0(VD0寄存器)；注意：此值要为正值，否则会带来零点误差，因为仪表只能接受正值。
模拟量输出10V时，记录此时PLC内部ADC数值ADC1(VD0寄存器)；3）进入仪表自定义菜单，进入第一点标定，输入第一点的重量ADC0，第一点的模块量输出0V然后进入第二点标定：输入第二点的重量ADC1，第二点的模块量10V注意：模拟量输入确定后，如果显示的ADC与之前记录的值稍有差距，可利用模拟的微调功能进行调整。
4）返回仪表主界面，此时仪表显示值与ADC值(VD0寄存器)一致。
2、PLC内部作标定且仪表输出设置为固定模式时，调校方法1）仪表调成模拟量固定输出模式，即u.Fn=02）利用仪表的模拟量测试功能，标定PLC：模拟量零点标定(仪表调成0V输出时)，置V200.0为ONPLC中设定仪表的最大量程，存储于VD160模拟量量程标定(仪表调成10V输出时) ，置V200.1为ON3)返回仪表主界面，此时仪表显示值与VD100寄存器值一致。
3、PLC内部作标定且仪表输出设置为自定义模式时，调校方法1）仪表调成模拟量自定义输出模式，即u.Fn=12）要求：重量为0时，输出2V；重量为5000时，输出10V模拟量零点标定(仪表调成2V输出时)，在仪表第一点电压微调状态下，置V200.0为ON输入第二点的重量，存储于VD160模拟量量程标定(仪表调成10V输出时)，在仪表第二点电压微调状态下，置V200.1为ON4)返回仪表主界面，此时仪表显示值与VD100寄存器值一致。
建议采用第三种模拟量标定方法，即提高了精度，又能显示出负值。
模拟量标定与标定变换是什么意思？你可能不知道，掌握一个公式，确实很简单
模拟量标定与标定变换是什么意思？你可能不知道，掌握一个公式，确实很简单电气工程师项目设计流程：一个项目中电气工程师要做的设计思路三菱Q-PLC，QD62D高速计数器基础步进电机定位系统的一些常识，做为电气工程师的你应该懂得三菱FX3U PLC步进电动机的闭环定位控制PLC程序设计（二）PLC定位控制基础：原点回归的方式有哪些？PLC定位控制基础：电子齿轮比对脉冲当量和电机转速的调整作用伺服、步进电机定位控制十条基础知识步进电动机与交流伺服电动机的性能比较，来看看跟你知道的一样吗？松下A5系列伺服驱动器的恢复出厂参数、点动运行设置和报警解除怎样用软件进行交流伺服驱动器的增益自动调整？变频器的常见故障诊断与处理，码了五千字，一篇文章搞定变频器的种类多种多样，根据负载特性怎么选择变频器呢？三菱Q系列PLC，用CC-Link控制变频器正反转和多段速三菱Q系列PLC，用Modbus RTU通信控制施耐德变频器运行三菱PLC基本编程练习（12）：电工会编的三台电动机顺序启动，同时停止程序电工最基础、最核心的知识是掌握电的回路（九）：二次控制回路什么是ST语言，三菱PLC两种ST语言创建方法及注意事项举个输送带运转控制的例子，说明三菱PLC的SFC编程方法PLC通信基础知识三菱FX5U PLC，用计算机链接协议通信控制变频器运行标定与标定变换标定，是指两种物理量之间的对应函数关系，又称为特性曲线、输入/输出特性、I/O特性，如步进电机的矩频特性。
1、标定分类标定分为线性标定与非线性标定。
模拟量控制一般用的多的是线性标定。
非线性标定分为可用函数表示非线性标定和不可函数表示的非线性标定。
模拟量与电量之间的标定，是指被测物理量通过电路转换成电量的对应关系，一般是指传感器的标定。
电量与标准电量之间的标定，是指被测电量与标准电量之间转换的对应关系，一般是指变送器的标定。
标准电量是指国际标准的统一电量，有0~5V，0~10V，-10V~+10V，0~20mA，4~20mA。
第四章数据处理技术第五节零点漂移与增益误差处理
① 零点校准：先令输入端短路（开关S1闭合），此时 有x=0，得到输出为y0，按式（4-4） , 有
式4-5
五、零点漂移与增益误差处理
1．误差模型
② 增益校准 ：令输入端接上一个已知的标准电压（开 关S2闭合），此时有x=E，得输出为y1, 于是有
式4-6
③ 联立求解式（4-5）和式（4-6） ，可得两个误差 因子为
温度 变送器
压力 变送器
紫外 光源
样气分析池 排出
三通阀
臭氧滤除器
紫外光 检测器
多路 模拟 开关
AB
A/D
DB 微型 CB 计算机
阀控制
显示器
图4.22 臭氧分析仪结构示意图
五、零点漂移与增益误差处理
4．环境因素综合补偿技术与程序设计
(2)环境因素补偿技术
按式（4-9），吸收系数α是一个多变量函数，
当环境温度为0℃与大气压为0.101325MPa时，
吸收系数为α0。
五、零点漂移与增益误差处理
4．环境因素综合补偿技术与程序设计
(1)臭氧测量仪的工作原理 显然，由于吸收系数与环境因素有关，按式（4-8 ）测量样气光强还不能准确知道臭氧浓度，还需要弄
清α随环境变化的规律，并进行补偿，才能真正解决问 题。现已知α与α0、T、p之间有下列近似关系：
其中
图4.17
x是输入的被测量（例如直流放大器的输入电压）
y是是带有误差的测量结果（例如放大器的输出电压）
ε是影响量（例如零点漂移或干扰） i是偏置量（例如直流放大器的偏置电流 ） k是影响特性（例如放大器增益的变化）
五、零点漂移与增益误差处理
1．误差模型
无误差的理想情况下： 系：
dcs模拟量输入总误差
dcs模拟量输入总误差DCS（分散控制系统）是一种广泛应用于工业自动化领域的控制系统，它具有模拟量输入功能，用于接收和处理传感器所采集的模拟信号。
然而，由于各种因素的影响，模拟量输入总误差是无法避免的。
本文将以DCS模拟量输入总误差为话题，探讨其原因和解决方法。
一、模拟量输入总误差的原因1. 传感器误差：传感器作为模拟量输入的源头，其自身的误差会直接影响到模拟量输入总误差。
传感器误差主要包括零点偏差、满度误差和线性度误差等。
2. 信号传输误差：模拟信号的传输过程中，存在着信号衰减、干扰、时滞等问题，这些因素都会导致模拟量输入总误差的增加。
3. 电缆传输误差：模拟信号在电缆中传输时，会受到电缆阻抗不匹配、电缆长度、电磁干扰等因素的影响，从而引入额外的误差。
4. A/D转换器误差：DCS系统中的A/D转换器是将模拟信号转换为数字信号的关键部件，其精度和稳定性会对模拟量输入总误差产生重要影响。
二、模拟量输入总误差的解决方法1. 传感器校准：定期对传感器进行校准是减小模拟量输入总误差的重要手段。
校准过程中可以通过调整传感器的零点和满度等参数，使其输出更接近准确值。
2. 信号放大和滤波：在信号传输过程中，通过合理的信号放大和滤波措施，可以有效减小传输过程中引入的误差。
选择合适的放大倍数和滤波器参数，可以使得信号更加稳定和准确。
3. 电缆阻抗匹配：在电缆传输中，保证电缆的阻抗与信号源和接收端的阻抗匹配，可以减小传输过程中的反射和干扰，从而降低误差。
4. A/D转换器选择和校准：选择高精度和稳定性的A/D转换器，可以提高模拟量输入的精度。
同时，定期对A/D转换器进行校准，可以保证其准确性和稳定性。
5. 故障检测和报警：DCS系统应具备故障检测和报警功能，及时发现和处理模拟量输入总误差超过规定范围的情况，以保证系统的正常运行。
6. 数据处理和补偿：通过合理的数据处理和补偿算法，可以对模拟量输入总误差进行修正，提高系统的测量精度和稳定性。
三菱 模拟量模块 FX0N-3A 调试及使用
1、概述FX 0N -3A 包含两路输入通道和一路输出通道。
输入通道将外部输入的模拟信号转换成内部的数字信号（A/D 转换），输出通道将内部的数字信号转换成外部的模拟信号（D/A 转换）根据接线不同，可以选择电压信号或电流信号的模拟输入或模拟输出，模拟输入通道或模拟输出通道的可接受范围为DC 0~10V 、DC 0~5V 或DC 4~20mAFX 0N -3A 可以连接到FX 1N 、FX 2N 、FX 1NC 或FX 2NC 系列的可编程控制器（以后称之为PLC ）所有的数据传输和参数设置均通过PLC 程序进行控制与调整2、外形尺寸重量：0.2千克 单位：毫米(英寸)3、规格特性 3.1、通用规格 项 目 内 容模拟电路 DC 24V±10% 90mA （由PLC 内部供电）电源 数字电路DC 5V 30mA （由PLC 内部供电）绝缘承受电压 AC 500V 1分钟（所有端子与外壳之间）绝缘方式 模拟电路、数字电路与PLC 间光耦隔离、主电源AC/DC 转换器隔离模拟量输入输出间绝缘（各通道间不绝缘） 数字位 8位（0~255）（数字值在0以下的固定为0；在255以上的固定为255）模拟范围 DC 0~10V 、DC 0~5V 、DC 4~20mA数字范围 0~250分辨率 40mV （10V/250）、20mV （5V/250）、0.064mA [(20-4)/250 mA]集成精度 ±1%（满量程）适用PLC FX 1N 、FX 2N 、FX 1NC （需要FX 2NC -CNV-IF ）或FX 2NC （需要FX 2NC -CNV-IF ）输入输出 占用点数占用8点PLC 的输入或输出（可算作输入或输出任一方占用）3.2、模拟量输入规格 项 目 电压输入电流输入模拟输入范围DC 0~10V 、DC 0~5V （输入电阻200k Ω） 绝对最大输入：-0.5V~15VDC 4~20mA （输入电阻250Ω） 绝对最大输入：-2mA~60mA输入特性 不可以混合使用电压输入和电流输入两路通道均为同一特性 扫描执行时间（TO 命令处理时间×2）+FROM 命令处理时间输入模拟电压转换数字值: 255×10÷10.2=250输入模拟电流转换数字值: 255×(20–4)÷(20.32–4)=2503.3、模拟量输出规格项 目 电压输入电流输入模拟输入范围 DC 0~10V 、DC 0~5V （负载电阻1k~1M Ω）DC 4~20mA（负载电阻500Ω以下）扫描执行时间 TO 命令处理时间×3输出数字值转换模拟电压值: 255×10÷250=10.2 输出数字值转换模拟电流值: 255×(20–4)÷250+4=20.324、端子配线两路输入通道均为同一特性，不可以混合使用电压输入和电流输入当使用电流输入时，应确保[VIN*]端子和[IIN*]端子短路连接（电压输入时不可短接） 当电压输入或输出存在波动或大量噪声时，应在位置*2处连接0.1~0.47uF 25V DC 的电容5、与PLC的连接FX0N-3A在FX2N-16M□、FX2N-32M□、FX2N-32E□（□=R/S/T）中可以连接2台 FX0N-3A在FX2N-48M□、FX2N-48E□、FX2N-64M□、FX2N-80M□、FX2N-128M□（□=R/S/T）中可以连接3台6、程序设计 6.1、流程控制对基本单元给予被连接的特殊模块选择，模块号码由靠近基本单元开始，以NO.0→NO.1→NO.2……NO.7的顺序继续下去。
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KM01B重量变送器使用说明书
1.0 概述
工业过程控制系统广泛使用了4～20mA控制环路，接口简单，提供了使传感器与控制接口实现标准化的方法及不太容易受噪声影响，所以应用十分广泛。
而各种应用类型的变送器，如温度变送器、压力变送器、湿度变送器、重量变送器等等，提供了桥梁的作用，把各种物理信号（依靠相应的传感器）转变为典型的4～20mA模拟量输出。
KM01B型重量变送器是宁波柯力传感器制造有限公司根据客户要求推出的4～20mA双路输出变送器，在产品设计中考虑了实际应用中对长期稳定性和宽温工作范围的要求。
1.1主要特点及技术参数
传感器激励电压：DC 5V，可驱动4只350Ω的电阻应变式称重传感器. 共有两路输出。
其中一路由三个传感器并联输入经变送器转换输出；另一路由单个传感器经变送器转换输出。
数据更新速率：15次/秒
输入信号量程范围：±20mV.
输入信号最小动态范围：0.5mV.
模拟输出类型：4～20mA
综合精度：0.1%FS
使用环境：温度：0o C~40o C，相对湿度为≤85％RH。
存储环境：温度：-10o C~60o C，相对湿度为≤90％RH。
KM01B型重量变送器内置四路称重传感器接线端子，采用密封式外壳，防护等级为IP63，工作温度范围0o C~40o C，可应用于多种工业环境。
1.2 电源
重量变送器直流电源电压范围：12-24V，最大功耗3W。
重量变送器需要良好的接地，供电电源应稳定，不可与易产生电源噪声的大功率设备如电机、继电器或加热器等共用一个电源，避免高频的脉冲群干扰信号，否则会影响变送器的输出精度。
外形及安装尺寸：
2.0 安装
本章将介绍如何安装和调试仪表，在安装和使用仪表前请仔细阅读本章。
2.1 开箱检查
打开包装箱，按照装箱清单检查随机附带的部件是否完整。
若有缺件或部件损坏，请速与承运单位和本公司联系，以便及时得到妥善处理。
2.2 系统接线
2.2.1 传感器接线
将传感器引线由1#～4#端口穿入重量变送器内部，接入1#～3#端口的传感器由IOUT1端口输出；接入4#端口的传感器由IOUT2端口输出，按照下面的标识连接。
止潮气及灰尘进入重量变送器内部。
2.2.2 电源及模拟量输出的接线
电源及两路模拟量输出按下面图示连接：
3.0 调试
打开变送器盖子，在其左下角有五个LED灯及四个轻触按键：
zero、full、state、select分别为零点、增益、校准点、通道选择键。
LED1、LED2、LED3、LED4、LED5为各种状态下的指示灯。
开机时，LED1、LED2、LED3均灭,LED4、LED5以2次/秒闪烁。
KM01B标定方法有两种：五点标定方式和两点标定方式，标定方式可通过短路帽在J5上的跳线选择。
3.1、五点标定方法：(0、25%FS、50%FS、75%FS、100%FS五点必须标定齐全)
首先将J5短路帽选择标准位置，通过select键循环选择需要标定的通道，指示灯与
选择标定通道后可以开始对各个校准点进行标定。
3.1.1 零点标定方法：
按下zero键（大约2S），LED1、LED3亮时松开按键，此时LED3开始以2次/秒闪烁表示正在校准零点，当LED1、LED3均灭时，表示零点校正结束。
3.1.2各校准点标定方法：
按下full键(约2S)，LED3亮时松开按键，LED1、LED2的指示表示当前的量程校准点，关系如下：
LED1=暗LED2=暗，表示25%FS校正点
LED1=亮LED2=暗，表示50%FS校正点
LED1=暗LED2=亮，表示75%FS校正点
LED1=亮LED2=亮，表示100%FS校正点
通过按state键可选择校正点，选择校正点后，再次按下full键(约0.5S)放开，LED3开始以2次/秒闪烁，此时表示正在校准。
当LED3停止闪烁时，表示该校正点校准结束。
按select键，使LED1、LED2、LED3均灭，LED4、LED5闪烁，重量变送器进入正常工作状态。
3.2、两点标定方式：
当现场不具备量程为25%、50%、75%或100%的砝码或替代物时采用。
首先选择需标定的通道，操作方式同五点标定方式（注意：此时J5的短路帽应选择在替代位置）。
3.2.1 零点标定：
按下zero键（大约2S），LED1、LED3亮时松开按键，此时LED3开始以2次/秒
闪烁表示正在标定零点，当LED1、LED3均灭时，表示零点校正结束。
3.2.2 设备上放置一定重量的任意替代物，重量要尽可能地接近满量程。
长按full键，使LED1、LED2均亮时松开，此时按下zero键显示值减小,按下full
键显示值增大。
短按state键循环选择调整步进量，关系如下表：
1、显示数值调整正确后，按select键，使LED1、LED
2、LED3均灭，LED4、LED5闪烁，
重量变送器进入正常工作状态。
至此标定过程结束。
3.3 模拟量的零点偏移与增益调整
KM01B型重量变送器采用A/D+D/A的方式，在前端对微弱的称重传感器信号首先进行模拟到数字的转换，由单片机量化经数模转换集成电路处理后输出。
电路中起关键作用的A/D 与D/A部分选用优质的专用集成电路，设计时考虑到了温度对电阻的影响，所以在A/D与D/A电路中尽量避免使用电阻—即使是精密电阻，这样才能使变送器具有出色的温度性能与长期工作的稳定性。
然而由于器件参数的离散性，数字经D/A转换器转变成模拟信号时的零点的偏移及满刻度输出的误差是固有存在且不相同的，用户可以通过电位器来调整模拟输出的零点与增益。
调整步骤：
1）调整零点偏移
先选择校正通道，按下zero键，进入零点校正，对零点校正后，调整电位器W2（通道1）或W4(通道2)，使输出等于4.0±0.01 mA。
2）调整增益
同理，先选择校正通道，按full键进入选择量程校正点状态，选择100%FS校正点（LED1、LED2全亮），调整电位器W1(通道1)或W3（通道2），使输出等于20±0.01mA。
3）重复步骤2、3，直到结果正确，然后关闭电源退出。
4.0 使用
调试完成后，若重量变送器的工作状态异常，可以打开重量变送器，观察其指示灯，简单判断故障，可能出现的故障如下：
1.LED1快闪，欠载；原因：传感器零点漂移；排除方法：重新校准零点。
2.LED2快闪，超载。
欠载时，模拟输出锁定在零点；超载时模拟输出锁定在满量程。
用户可通过按select键查看其中哪路出现故障，若选择使LED4灯亮，则LED1,LED2表示IOUT1的故障状态;若选择使LED5亮，则LED1,LED2表示IOUT2的故障状态;若选择LED4,LED5均亮，则表示LED1,LED2提示的故障状态表示两路均有可能出现。