اصل اصلی کالیبراسیون خودکار یک حسگر مرکب، بازیابی دقت اندازهگیری و سازگاری دادهها از طریق مقایسه با تجهیزات استاندارد و تنظیم هماهنگ چند پارامتر است. از آنجایی که یک حسگر ترکیبی چندین واحد حسگر را ادغام می کند، فرآیند کالیبراسیون باید استقلال هر کانال و تأثیرات متقابل بالقوه آنها را در نظر بگیرد. توصیه می شود این روش در یک محیط کنترل شده و با رعایت پروتکل های استاندارد شده و با استفاده از ابزارهای اولیه ضروری انجام شود.
I. پیش نیازهای خود کالیبراسیون-
محیط کنترل شده: کالیبراسیون را در محیط داخلی تحت شرایط دمایی پایدار (20-25 درجه)، رطوبت متوسط (40-60٪ RH)، و در غیاب تداخل الکترومغناطیسی قوی انجام دهید.
مجموعه ابزار کامل: شما باید به منابع استاندارد یا ابزار مرجعی مجهز باشید که دارای سطح دقت حداقل یک درجه بالاتر از سنسور در حال کالیبره هستند.
قطع برق: برای جلوگیری از تداخل سیگنال یا آسیب احتمالی تجهیزات، منبع تغذیه سنسور را قبل از کالیبراسیون قطع کنید.
نکته ایمنی: به افراد غیرحرفهای توصیه میشود که از جدا کردن پوشش سنسور خودداری کنند، زیرا انجام این کار ممکن است ساختار آببندی را به خطر بیندازد و منجر به کاهش عملکرد شود.
II. مراحل کالیبراسیون عمومی (قابل استفاده برای اکثر سنسورهای کامپوزیت اندازه گیری دما/فشار/رطوبت یا لرزش + دما)
1. مرحله آماده سازی
سنسور و تجهیزات استاندارد را در یک محیط قرار دهید و اجازه دهید حداقل 30 دقیقه گرم شوند تا از تعادل حرارتی اطمینان حاصل شود.
منبع تغذیه و سیستم جمعآوری دادهها را وصل کنید و بررسی کنید که ارتباط به طور عادی کار میکند.
2. صفر کالیبراسیون
حالت کالیبراسیون را تحت شرایط "بدون-ورودی" یا پایه (به عنوان مثال، فشار اتمسفر استاندارد، حالت ساکن، یا دمای اتاق) فعال کنید.
عملکرد "خودکار-صفر"-از طریق نرم افزار همراه یا دکمه سخت افزاری{2}}را فعال کنید تا خروجی هر کانال با نقطه صفر نظری آن تراز شود.
اگر تنظیم دستی پشتیبانی می شود، مقدار خروجی فعلی را ثبت کنید، آن را با مقدار مرجع استاندارد مقایسه کنید، انحراف را محاسبه کنید و پارامترهای جبرانی لازم را وارد کنید.
مثال: برای سنسور دما/فشار/رطوبت در فشار اتمسفر استاندارد (سطح دریا)، کانال فشار باید تقریباً 101.3 کیلو پاسکال را نشان دهد. انحراف بیش از 0.5 ± کیلو پاسکال نیاز به اصلاح دارد.
3. کالیبراسیون دهانه
یک سیگنال ورودی شناخته شده در مقیاس{0} (مثلاً رطوبت 100٪ RH، شتاب ارتعاش 1 گرم یا دمای بالا 50 درجه) را اعمال کنید.
مقدار خروجی سنسور را بخوانید و آن را با خوانش تجهیزات استاندارد مقایسه کنید.
پارامتر حساسیت (بهره) را تنظیم کنید تا مطمئن شوید خروجی سنسور با مقدار مرجع استاندارد مطابقت دارد.
توصیه های ابزار: از یک محفظه استاندارد دما و رطوبت، یک میز لرزش جفت شده با حسگر جابجایی لیزری و یک منبع فشار دقیق به عنوان منابع ورودی مرجع استفاده کنید.
4. چند{1}}تقاطع پارامتر- تأیید جبران خسارت
یک پارامتر را تغییر دهید (به عنوان مثال، دما را تا 60 درجه افزایش دهید) و مشاهده کنید که آیا در کانال های دیگر (مانند رطوبت، فشار) دریفت غیرعادی رخ می دهد یا خیر.
اگر تداخل قابل توجهی شناسایی شد، الگوریتم های جبران داخلی را فعال یا به روز کنید (مدل های خاصی از دانلود منحنی های جبران از طریق نرم افزار میزبان پشتیبانی می کنند).
5. ذخیره پارامترهای کالیبراسیون و اعمال شناسایی
پس از اتمام کالیبراسیون، پارامترهای جدید را در حافظه داخلی سنسور (EEPROM یا Flash) بنویسید.
**تاریخ کالیبراسیون و تاریخ انقضا** را مستقیماً روی بدنه دستگاه یا در داخل سیستم مدیریت علامت گذاری کنید تا ردیابی آینده را تسهیل کنید.
III. نقاط کالیبراسیون کلیدی برای انواع مختلف سنسورهای چند پارامتری{1}
1. سنسورهای دما، فشار و رطوبت (TPH).
روش کالیبراسیون دو نقطه ای توصیه می شود: کانال رطوبت را به طور جداگانه در هر دو محیط کم-رطوبت (مثلاً 20% RH) و{5}}رطوبت بالا (مثلاً 80% RH) کالیبره کنید.
برای جبران دما، صحت خوانش فشار هوا را در نقاط مختلف دما (به عنوان مثال، 10 درجه، 25 درجه، 50 درجه) بررسی کنید.
2. سنسور لرزش + دما
برای اعمال شتاب استاندارد (مثلاً 0.5 گرم، 1 گرم) با فرکانس تنظیم شده روی 160 هرتز، از جدول لرزش الکترودینامیکی استفاده کنید.
کانال دما را به طور همزمان کنترل کنید تا هرگونه رانش ناشی از گرمایش مکانیکی را بررسی کنید. در صورت لزوم جبران عایق حرارتی را فعال کنید.
3. چند{1}}ابزار تشخیص گاز
گازهای با غلظت استاندارد (مانند 100 پی پی ام CO، 500 پی پی ام CO2) را برای انجام کالیبراسیون نقطه صفر و دهانه معرفی کنید.
مراقب باشید که از تداخل متقابل-بین گازها جلوگیری کنید. پس از کالیبراسیون، یک "چرخه پاکسازی" را برای پاک کردن گازهای باقیمانده اجرا کنید.
IV. خود{1}}عملکرد کالیبراسیون حسگرهای هوشمند
برخی از سنسورهای یکپارچه{0}بالا (مانند TDK ICM-20948، Bosch BME680) از عملکرد کالیبراسیون خودکار پشتیبانی میکنند:
روش فعالسازی: حالت کالیبراسیون خود{0}}را از طریق دستورات I²C فعال کنید.
اصل پیادهسازی: از یک ریزپردازنده داخلی برای شبیهسازی سیگنالهای شناختهشده یا فراخوانی مدلهای جبران از قبل ذخیرهشده استفاده کنید، در نتیجه تنظیمات صفر-و حساسیت را انجام دهید.
سناریوهای قابل اجرا: مناسب برای بازیابی سریع دقت در طول تعمیر و نگهداری معمول، اما نمی تواند به عنوان جایگزینی برای کالیبراسیون حرفه ای دوره ای عمل کند.
مزایا: زمان خرابی را کاهش می دهد و در دسترس بودن سیستم را افزایش می دهد. محدودیت ها: نمی تواند آسیب فیزیکی یا اثرات شدید پیری را اصلاح کند.
V. ارسال{1}}تأیید کالیبراسیون و مستندات
تکرار آزمایش: سه اندازه گیری مکرر را در شرایط عملیاتی مختلف انجام دهید تا تأیید کنید که خروجی پایدار است و خطا در محدوده مجاز قرار دارد.
تولید گزارش: اطلاعات کلیدی مانند تاریخ و زمان کالیبراسیون، شرایط محیطی، مدلهای تجهیزات استاندارد مورد استفاده، و مقایسه مقادیر خطا قبل و بعد از کالیبراسیون را مستند کنید.
آرشیو داده ها: توصیه می شود سوابق را حداقل به مدت دو سال حفظ کنید تا الزامات ردیابی در سیستم های مدیریت کیفیت صنعتی برآورده شود.
مرجع استاندارد صنعت: مدیریت فرآیند کالیبراسیون ممکن است مطابق با ISO/IEC 17025 یا GB/T 18268 انجام شود.
