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传感器模拟器的使用及校准 上海耀华称重系统有限公司 徐平均 摘要：本文介绍了XY1型传感器模拟器的使用方法、使用注意事项及校准方法。 关键字：应变传感器模拟器；数字式；可编程序；校准 1、引言 上海耀华生产的XY1型应变传感器模拟器可模拟应变式称重、测力、压力、扭矩、加速度等各种传感器的标准输出信号，用来校准、检验相应的指示仪表，调试各种自动衡器和自动化系统，还可测量供桥电压、环境温度，并具有可编程功能，是一款高性能、高准确度、多用途的应变传感器模拟器[1]，2.00版本的XY1型模拟器的内部分辨率已达到了100万码。本文就XY1型传感器模拟器的使用方法、使用注意事项和校准方法作一些简单介绍。 2、传感器模拟器的基本使用方法 2.1 传感器模拟器的主要功能是输出一个标准的应变传感器信号，用来检查仪表在各种不同的测试条件下是否都能符合标准的要求。XY1型模拟器有四种方式设置输出信号值，即步进输出、数字键直接设置、在设置范围内步进输出。下面将分别介绍三种方式的操作方法。 2.2 步进输出方式 步进输出方式也称为功能0状态。如果没有设置输出范围下限，称重指示器开机后模拟器进入步进输出方式，显示屏显示“F0 0.0000”，“F0”表示步进输出方式，“0.0000”表示当前输出信号为0.0000mV/V。在模拟器的其它工作状态，按“返回”键，模拟器也会进入步进输出状态。在此状态下，每按一次“增加”键，输出增加一个步长值，直到最大输出信号2.0000mV/V；每按一次“减小”键，输出减小一个步长值，直到输出信号为0.0000mV/V。出厂时步长值设为0.1000mV/V，步长值可按“设置”、数字键、“确认”键修改。按“满量程”键输出最大信号2.0000mV/V，按“零点”，输出信号回到0.0000 mV/V。 2.3 数字键直接设置方式 按“功能”、“1”键就进入了数字键直接设置方式，也称为功能1状态，显示屏显示 “F1 0.0000”，“F1”表示直接设置方式，“0.0000”表示当前输出信号为0.0000mV/V。输入数字后按“确认”键，即按输入的设定值输出信号。如果输入值大于2mV/V，则输出信号最大值2.0000mV/V。 设置范围内步进输出方式 有的称重指示器最小输入信号电压大于0 mV，因此测试时要给出一个信号电压下限，即对应于衡器空载状态下的信号电压。为了测试称重指示器在放大倍数最大，即每检定分度值e的输入信号电压最小的状态小的性能，要限制最大秤量时的信号电压。例如，称重指示器供桥电压5V，最大检定分度数n=5000，每检定分度值e的最小输入电压为 1μV，信号电压的下限为1mV。可以计算出，最大秤量时的信号电压为6mV。对应信号电压下限的传感器信号为1mV/5V=0.2mV/V；对应最大秤量的传感器信号为6mV/5V=1.2mV/V。为了方便测试，按“设置”、“零点”、“0”、“·”、“2”、“确认”键，设置信号范围下限为0.2mV/V，按“设置”、“满量程”、“1”、“·”、“2”、“确认”键设置满量程输出信号为1.2mV/V。再按“功能”、“2”即进入设置范围内步进输出方式，即功能2状态，模拟器屏幕显示“F2 0”，输出信号为0.2mV/V，屏幕上数字“0”表示当前输出信号是设定的量程范围的下限。如果设置了不为零的下限值，每次上电，模拟器将自动进入功能2状态。按“满量程”键，模拟器屏幕显示“F2 10000”，输出信号为1.2mV/V，数字10000表示整个量程分成10000个分度，每个分度对应的传感器信号为（1.2mV/V-0.2mV/V）/10000=0.1μV/V，当前输出信号是量程范围的上限。在功能2状态，每按一次“增加”或“减小”，数值加或减一个步长，输出信号相应变化一个步长。刚进入功能2状态时步长为1000分度，每按1次“·”键，步长减小一个数量级。当步长减小到1个分度时，再按“·”键，则步长恢复到1000分度。 为了防止非线性误差太大，上下限之间的信号输出的差值一般不要小于0.5mV/V，最低也不要小于0.3mV/V。 2.5 在执行用户程序的状态下输出信号 XY1型模拟器具有可编程功能，在执行用户程序时，可按用户程序输出相应的信号。例如，在用户程序中使用“SET 1.2345”语句，当用户程序执行过该语句后，模拟器就会输出1.2345mV/V的信号。 3、模拟器误差及其影响的分析 3.1 模拟器的误差可以分为零点误差、量程误差、重复性误差、非线性误差等，影响误差的因素有固有误差、环境温度影响、激励电压变化的影响、时间的长期影响等。XY1对环境温度影响和激励电压变化影响可以分别进行修正，而且在测试过程中，模拟器应处于影响量的作用范围之外，因此下面重