模擬量傳感器對(duì)于非關(guān)鍵應(yīng)用，很多都可以開箱即用。但是為了達(dá)到盡可能好的精度，就需要在使用的系統(tǒng)中對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。

為什么需要校準(zhǔn)傳感器：

1、不同傳感器個(gè)體的制造差異，即使是同一品牌的兩個(gè)傳感器也可能產(chǎn)生略有不同的讀數(shù)。

2、傳感器的設(shè)計(jì)差異會(huì)造成兩個(gè)不同的傳感器在相類似的條件下可能會(huì)有不同的響應(yīng)。

3、傳感器在儲(chǔ)存、運(yùn)輸或組裝過程中受到熱、冷、沖擊、濕度等的影響可能會(huì)有相應(yīng)變化。

4、有些傳感器會(huì)老化，響應(yīng)會(huì)隨著時(shí)間自然而然地發(fā)生變化，更需要定期重新校準(zhǔn)。

要校準(zhǔn)傳感器，就必須有標(biāo)準(zhǔn)參考。標(biāo)準(zhǔn)參考有兩類：標(biāo)準(zhǔn)傳感器和標(biāo)準(zhǔn)物理參考。

標(biāo)準(zhǔn)傳感器：這個(gè)需要已知準(zhǔn)確的傳感器或儀器，用它的參考讀數(shù)去校準(zhǔn)其他傳感器。大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室擁有根據(jù)NIST標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)的儀器，用標(biāo)準(zhǔn)傳感器或儀器校準(zhǔn)過傳感器，一般會(huì)有校準(zhǔn)文檔，跟隨傳感器發(fā)出。

標(biāo)準(zhǔn)物理參考：相當(dāng)準(zhǔn)確的物理標(biāo)準(zhǔn)可用作某些類型傳感器的標(biāo)準(zhǔn)參考，在非標(biāo)應(yīng)用中經(jīng)常使用校準(zhǔn)塊就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物理參考，無論是什么物理量的校準(zhǔn)塊，都需要確認(rèn)其標(biāo)準(zhǔn)物理量，去校準(zhǔn)傳感器。

常用的校準(zhǔn)方法：單點(diǎn)校準(zhǔn)、兩點(diǎn)校準(zhǔn)、多點(diǎn)曲線擬合校準(zhǔn)

一、單點(diǎn)校準(zhǔn)

單點(diǎn)校準(zhǔn)是簡單的校準(zhǔn)類型。如果傳感器輸出已經(jīng)縮放到有用的測(cè)量單位，則在以下情況下可以使用單點(diǎn)校準(zhǔn)來校正傳感器偏移誤差：

只需要一個(gè)測(cè)量點(diǎn)。如果應(yīng)用程序只需要精確測(cè)量單個(gè)電平，則無需擔(dān)心其余的測(cè)量范圍。例如：可能是需要連續(xù)保持相同溫度的溫度控制系統(tǒng)。

傳感器是線性的，并且在所需的測(cè)量范圍內(nèi)具有正確的斜率。在這種情況下，只需要校準(zhǔn)測(cè)量范圍內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)，并在必要時(shí)調(diào)整偏移量。許多溫度傳感器都適合進(jìn)行單點(diǎn)校準(zhǔn)。

單點(diǎn)校準(zhǔn)也可用作“漂移檢查"以檢測(cè)響應(yīng)變化或傳感器性能惡化。

在非常高的溫度下使用的熱電偶會(huì)出現(xiàn)“老化"效應(yīng)。這可以通過執(zhí)行周期性的一點(diǎn)校準(zhǔn)并將產(chǎn)生的偏移與先前的校準(zhǔn)進(jìn)行比較來檢測(cè)。

1、用傳感器進(jìn)行測(cè)量讀數(shù)。

2、將該測(cè)量值與參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。

3、從參考讀數(shù)中減去傳感器測(cè)量讀數(shù)獲得偏移量。

4、在程序代碼中，將偏移量添加到傳感器讀數(shù)輸出上就可以獲得校準(zhǔn)值。

二、兩點(diǎn)校準(zhǔn)

兩點(diǎn)校準(zhǔn)稍微復(fù)雜一些，但它可以應(yīng)用于原始或縮放的傳感器輸出，兩點(diǎn)校準(zhǔn)本質(zhì)上是重新縮放輸出并且能夠校正斜率和偏移誤差。在已知傳感器輸出在測(cè)量范圍內(nèi)呈合理線性的情況下，可以使用兩點(diǎn)校準(zhǔn)。

1、使用傳感器進(jìn)行兩次測(cè)量：一次接近測(cè)量范圍的低端，一次接近測(cè)量范圍，將這些讀數(shù)記錄為“RawLow"和“RawHigh"。

2、使用參考儀器重復(fù)這兩次測(cè)量，將這些讀數(shù)記錄為“ReferenceLow"和“ReferenceHigh"。

3、將“RawRange"計(jì)算為 RawHigh – RawLow。

4、將“ReferenceRange"計(jì)算為 ReferenceHigh – ReferenceLow。

5、在程序代碼中，使用以下公式計(jì)算“CorrectedValue"：

CorrectedValue = (((RawValue – RawLow) * ReferenceRange) / RawRange) + ReferenceLow

三、多點(diǎn)曲線擬合校準(zhǔn)

要進(jìn)行曲線擬合一般情況下需要借助Excel或類似的電子表格類型的程序內(nèi)置的工具進(jìn)行，里面有很多種擬合方法可供使用。