在現實世界中，換能器可能會表現出一些初始偏移。這一事實經常在現場發現，在給定“靜止狀態”的條件下，我們期望它將產生零伏的輸出。期望換能器以這種方式運行是很自然的。相反，您可能會得到一個表現出零伏以外的輸出的傳感器。我們將此稱為偏移量，它始終是一個常量值。偏移量可能會因給定條件而異，我們將很快討論。本應用筆記將演示一些需要補償的實際示例。接下來，我們將探討使用WinDaq軟件可以采用的方法來解決非零偏移問題。

失調補償示例

補償偏移是實現正確測量的關鍵之一。發生偏移可能有多種原因。其中兩個非常常見，在這里強調：1）由于傳感器本身的固有特性引起的偏移，以及2）由于初始測試條件引起的偏移。市場上有許多不同的傳感器，所有這些傳感器都用于各種情況。首先，使用換能器并開始感受它的特性，特別是在“休息”時。接下來，我們將給出一些示例，說明在上述兩個條件下進行校準的必要性。

作為第一個示例，我們將使用具有固有偏移的壓力傳感器。在本例中，我們的傳感器的壓力范圍為2-20，000 psi。它在此范圍內輸出 4-20mA 電流。使用 250 歐姆分流電阻器，我們將此傳感器輸出轉換為 1-5 伏信號。首先要意識到的是，該傳感器永遠不會在靜止時輸出零伏特，而是輸出 1 伏特 - 代表 2 psi。如果您錯誤地校準了 0 伏 = 0 psi，您的所有讀數都會偏差約 20%！事實證明，在任何進行準確測量的嘗試中，這都是特別麻煩的。

考慮第二個示例：您在稱重站使用稱重傳感器測量卡車的毛重。稱重傳感器的尺寸為 0 至 50，000 磅。它需要 10 伏的激勵電壓才能產生 30mV 的輸出，即 50，000 磅。這就是這個特定示例的問題所在。傳感器預計不會達到零伏，因為鋼板覆蓋傳感器，使卡車的重量更均勻地分布在其上。這個例子屬于上面提到的第二類。此外，為了我們的示例，為了說明目的，讓我們任意為這塊盤子分配一個重量，比如 2，000 磅。如果不考慮此偏移量，您的測量結果會怎樣？您的讀數將被抵消 2000 磅！沒問題，我們只需應用補償來校正此偏移，就像在上面的壓力傳感器示例中所做的那樣。在我們討論如何做到這一點之前，讓我們再看一個可能遇到它的例子。

作為最后一個示例，考慮位移傳感器（LVDT - 線性可變位移傳感器）。碰巧這種類型的典型換能器會表現出一些初始條件偏移。在本例中，位移傳感器不會從零英寸開始。考慮可以在工業廠房中使用的沖壓機。隨著機器的關閉，沖壓機構可能會完全縮回，以便重新加工或用于其他目的。我們可以將此狀態定義為“零點”（無位移）。啟動機器后，該沖壓機構現在將進入某種“就緒狀態”，從完全縮回的“零點”移位幾英寸。這個新位置是我們想要開始測量的正常狀態。在本例中，連接LVDT的目的是測量沖壓機構在沖壓過程中行進的位移距離。在“就緒狀態”下，LVDT已經從最初的“零點”移動了幾英寸。WinDaq 軟件可以進行校準，以考慮此偏移量。我們將使用 WinDaq 軟件探索這種方法。

因數抵消

讓我們回到上面的壓力傳感器示例。我們從之前的討論中知道，該設備不能達到 0 psi，也不能達到 0 伏。我們有一種可用的方法，使我們能夠相對輕松地解釋這一點。

若要在上述示例中使用 WinDaq 軟件最大程度地減少偏移，請執行以下操作。從編輯下拉菜單中選擇工程單位設置。輸入“1”表示低液位，伏特，輸入“2”表示低液位，EU。對于上層，伏特輸入“5”，對于上層，歐盟輸入“20000”。最后，輸入“psi”作為歐盟標簽。

完成此過程后，軟件將縮放到偏移條件，WinDaq 將顯示“psi”而不是伏特，您可以開始錄制了。此外，此縮放信息將伴隨您的數據文件（它存儲在數據文件頭中）。因此，當使用WinDaq波形瀏覽器播放和分析軟件查看數據文件時，縮放信息仍然存在，從而防止您重新縮放。即使您在記錄數據之前沒有進行校準，WinDaq 波形瀏覽器軟件的靈活性也允許在查看和分析數據文件時進行第二次縮放。無論哪種方式，錄制和播放軟件包都使用相同的縮放選項。

我們的目的是證明WinDaq軟件可以成為幫助您處理偏移的強大工具。值得一提的是，其他因素，如溫度和疲勞，都可以用WinDaq軟件來考慮。盡管這些因素在偏移的構成中可能起的作用較小，但在需要高精度的應用中，可能有必要將它們考慮在內。由您決定這些問題的重要性。您應該查閱制造商的數據表，以了解您的傳感器在環境溫度變化、應力引起的疲勞或任何問題下如何響應。

回顧一下，在開始記錄之前，請務必考慮探頭的初始狀態，以正確考慮偏移。這包括考慮傳感器本身在未應用輸入的情況下輸出的內容（固有偏移）以及由于測試開始時存在的條件（初始條件偏移）而輸出的內容。如果您花時間熟悉傳感器和WinDaq軟件，您會發現您擁有確保準確測量所需的工具。

審核編輯：郭婷