日本共和是一家傳感器與測量儀器制造商,其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于力學(xué)、應(yīng)變、壓力、扭矩、振動、位移、溫度等多個物理量的高精度測量,尤其在應(yīng)變片(Strain Gauge)、力傳感器(Load Cell)、扭矩傳感器、壓力傳感器、加速度傳感器等領(lǐng)域具有很高的聲譽(yù)。
在使用
日本共和KYOWA傳感器之前或定期維護(hù)時,為了保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性和一致性,必須對傳感器進(jìn)行標(biāo)定(Calibration)和校準(zhǔn)(Adjustment/Verification)。
一、什么是標(biāo)定(Calibration)與校準(zhǔn)(Adjustment)?
雖然在實際使用中這兩個術(shù)語有時會被混用,但在計量學(xué)和傳感器技術(shù)領(lǐng)域,它們有明確的區(qū)別:
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| 使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備對傳感器的輸出信號與實際輸入量(如力、壓力、應(yīng)變等)之間的關(guān)系進(jìn)行測定,得出校準(zhǔn)曲線或轉(zhuǎn)換系數(shù)(如靈敏度、零點偏移),通常不改變傳感器本身。 | | 確定傳感器的實際性能,用于數(shù)據(jù)換算與溯源 |
| 校準(zhǔn)(Adjustment / Verification / Trim)? | 在標(biāo)定的基礎(chǔ)上,對傳感器或配套儀表(如放大器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))進(jìn)行參數(shù)調(diào)整,使其輸出更準(zhǔn)確地反映真實值,有時會修改內(nèi)部參數(shù)或修正系數(shù)。 | ? 可能調(diào)整內(nèi)部參數(shù) | 提高測量精度,使輸出與標(biāo)準(zhǔn)值一致 |
簡單來說:標(biāo)定是“測量有多準(zhǔn)”,校準(zhǔn)是“調(diào)整到更準(zhǔn)”。
二、KYOWA 傳感器標(biāo)定與校準(zhǔn)的基本流程
? 一、標(biāo)定(Calibration)流程
1. 準(zhǔn)備工作
• 確認(rèn)待標(biāo)定傳感器的型號、量程、輸出類型(如 mV/V、mA、V、數(shù)字信號等)。
• 準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)參考設(shè)備(如標(biāo)準(zhǔn)測力機(jī)、壓力校準(zhǔn)儀、扭矩標(biāo)準(zhǔn)機(jī)、高精度DAQ等)。
• 準(zhǔn)備合適的激勵源(如橋路電源,通常為 5V、10V DC,視傳感器要求而定)。
• 使用屏蔽線纜連接,避免干擾。
• 環(huán)境條件應(yīng)滿足要求(如溫度 20~25°C,濕度適中)。
2. 安裝傳感器
• 將日本共和KYOWA傳感器正確安裝在標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)設(shè)備上(如力傳感器裝在標(biāo)準(zhǔn)測力機(jī)上,壓力傳感器接到標(biāo)準(zhǔn)壓力源)。
• 確保受力方向、安裝方式與傳感器設(shè)計一致,避免側(cè)向力、偏心負(fù)載等影響。
3. 施加標(biāo)準(zhǔn)輸入量
• 通過標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,對傳感器施加一系列已知的標(biāo)準(zhǔn)物理量(如 0N、50N、100N、…、滿量程)。
• 每個點保持穩(wěn)定,記錄對應(yīng)的傳感器輸出信號值(如 mV/V、電壓值等)。
4. 數(shù)據(jù)記錄與處理
• 記錄每個輸入標(biāo)準(zhǔn)值對應(yīng)的傳感器輸出值。
• 繪制輸入-輸出曲線(定度曲線),計算靈敏度、線性度、遲滯、重復(fù)性等參數(shù)。
• 得出傳感器的標(biāo)定系數(shù)(如 mV/V per N、輸出/V 對應(yīng)的力值等),用于后續(xù)的數(shù)據(jù)換算。
標(biāo)定結(jié)果通常以標(biāo)定證書(Calibration Certificate)形式提供,包含各測試點的輸入輸出值、線性擬合方程、不確定度等信息。
? 二、校準(zhǔn)(Adjustment / Trim)流程(如需要)
如果您的KYOWA傳感器或配套的放大器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(如 DAQ、應(yīng)變儀)出現(xiàn)了零漂、靈敏度偏差、非線性等問題,可能需要進(jìn)行校準(zhǔn)或調(diào)整,包括:
1. 零點校準(zhǔn)(Zero Adjustment)
• 在無負(fù)載/零輸入狀態(tài)下,調(diào)整系統(tǒng)使輸出為 0(或基準(zhǔn)值)。
• 消除零點偏移、溫度漂移等影響。
2. 量程校準(zhǔn)(Span Adjustment)
• 在滿量程或指定負(fù)載下,調(diào)整放大器增益或軟件系數(shù),使輸出值與實際值一致。
• 例如:調(diào)整應(yīng)變儀放大倍數(shù),使得 100N 輸入對應(yīng) 1.000V 輸出。
3. 使用 KYOWA 配套軟件校準(zhǔn)(如 DAQ 系統(tǒng)、應(yīng)變儀)
• 很多 KYOWA 數(shù)據(jù)采集設(shè)備(如 PCM 數(shù)據(jù)采集儀、應(yīng)變放大器、數(shù)字指示儀)配有專用軟件(如 WinCT、PCM Data Viewer)。
• 通過軟件可以對傳感器進(jìn)行靈敏度設(shè)置、零點補(bǔ)償、線性修正、通道校準(zhǔn)等操作。
• 有些高級設(shè)備支持自動校準(zhǔn)功能,通過標(biāo)準(zhǔn)源自動修整參數(shù)。
?? 注意:KYOWA 傳感器本身一般是無需拆開或內(nèi)部調(diào)整的,但如果輸出異常,可能需要返廠由廠家進(jìn)行專業(yè)校準(zhǔn)或維修。
三、KYOWA 傳感器常見類型及標(biāo)定要點
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| | 標(biāo)準(zhǔn)測力機(jī)加載,測力范圍、輸出 mV/V,靈敏度校準(zhǔn) |
| 基本不單獨(dú)標(biāo)定,但配合應(yīng)變儀使用 | 需標(biāo)定應(yīng)變儀放大倍數(shù)、橋路配置、靈敏度系數(shù) |
| | 扭矩標(biāo)準(zhǔn)機(jī)加載,標(biāo)定扭矩-輸出關(guān)系,單位 N·m 或 kgf·cm |
| | 壓力校準(zhǔn)儀提供標(biāo)準(zhǔn)壓力,標(biāo)定壓力-電信號輸出 |
| | 振動臺或標(biāo)準(zhǔn)加速度輸入,標(biāo)定加速度與電壓/mV輸出關(guān)系 |
| | 標(biāo)準(zhǔn)位移臺,標(biāo)定位移-電壓響應(yīng)曲線 |
四、KYOWA 傳感器標(biāo)定周期建議
• 一般工業(yè)應(yīng)用:建議 1年 標(biāo)定一次,或根據(jù)使用頻率與環(huán)境條件調(diào)整;
• 高精度實驗室 / 計量用途:建議 6個月 ~ 1年,甚至更短;
• 傳感器經(jīng)過跌落、撞擊、過載、長時間存放后:應(yīng)重新標(biāo)定;
• 配套儀表(如放大器、DAQ):也應(yīng)定期校準(zhǔn),保證整體系統(tǒng)精度。
KYOWA 原廠或授權(quán)計量機(jī)構(gòu)提供的標(biāo)定服務(wù)通常帶有可追溯至國家或國際標(biāo)準(zhǔn)(如 ISO/IEC 17025、JIS、NIST)的校準(zhǔn)證書,具有法律效力與溯源性。
五、如何進(jìn)行 KYOWA 傳感器的標(biāo)定?——操作建議
? 方法一:使用 KYOWA 原廠或授權(quán)計量機(jī)構(gòu)
• 可靠的方式是將傳感器寄送至 KYOWA 日本總部、KYOWA 中國代理/分公司,或國家認(rèn)可的計量院進(jìn)行專業(yè)標(biāo)定;
• 他們會使用標(biāo)準(zhǔn)力機(jī)、壓力源、扭矩機(jī)等,按照國際標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,并出具標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定證書。
? 方法二:用戶自行標(biāo)定(需具備條件)
如果您具備以下條件,也可以自行標(biāo)定(主要用于驗證或內(nèi)部使用):
• 擁有標(biāo)準(zhǔn)參考設(shè)備(如標(biāo)準(zhǔn)測力機(jī)、壓力校準(zhǔn)器);
• 擁有高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或應(yīng)變儀;
• 了解傳感器的輸入-輸出對應(yīng)關(guān)系與橋路配置;
• 使用 KYOWA 提供的技術(shù)手冊、標(biāo)定軟件、計算公式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
?? 注意:自行標(biāo)定的數(shù)據(jù)一般用于內(nèi)部參考,若用于法制計量、產(chǎn)品認(rèn)證、出口貿(mào)易等場景,建議使用有資質(zhì)的第三方或原廠標(biāo)定服務(wù)。
六、總結(jié):KYOWA 傳感器標(biāo)定與校準(zhǔn)要點
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| 測定傳感器輸入與輸出關(guān)系,確定靈敏度、線性度等參數(shù),不改變傳感器硬件 |
| 調(diào)整傳感器或配套系統(tǒng),使其輸出更準(zhǔn)確,可能涉及參數(shù)修正 |
| KYOWA 力、扭矩、壓力、應(yīng)變、加速度、位移等傳感器 |
| 施加標(biāo)準(zhǔn)物理量 → 測量輸出 → 記錄數(shù)據(jù) → 計算校準(zhǔn)系數(shù) |
| 零點調(diào)整、量程調(diào)整、放大器設(shè)置、軟件靈敏度修正等 |
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| 原廠或授權(quán)機(jī)構(gòu)提供,具有溯源性與法律效力 |
| 優(yōu)先選擇 KYOWA 原廠、授權(quán)代理商或國家計量機(jī)構(gòu)進(jìn)行專業(yè)標(biāo)定 |