Nguyên tắc cốt lõi của việc tự{0} hiệu chỉnh cảm biến tổng hợp là khôi phục độ chính xác của phép đo và tính nhất quán của dữ liệu thông qua việc so sánh với thiết bị tiêu chuẩn và điều chỉnh phối hợp nhiều thông số. Vì cảm biến tổng hợp tích hợp nhiều đơn vị cảm biến nên quá trình hiệu chuẩn phải tính đến cả tính độc lập của từng kênh và các ảnh hưởng chéo tiềm ẩn của chúng. Nên thực hiện quy trình này trong môi trường được kiểm soát, tuân theo các giao thức được tiêu chuẩn hóa và sử dụng các công cụ cơ bản cần thiết.
I. Điều kiện tiên quyết để-tự hiệu chỉnh
Môi trường được kiểm soát: Tiến hành hiệu chuẩn trong nhà ở điều kiện nhiệt độ ổn định (20–25 độ), độ ẩm vừa phải (40–60% RH) và không có nhiễu điện từ mạnh.
Bộ công cụ hoàn chỉnh: Bạn phải được trang bị các nguồn tiêu chuẩn hoặc công cụ tham chiếu có mức độ chính xác cao hơn ít nhất một cấp so với cảm biến đang được hiệu chuẩn.
Ngắt kết nối nguồn: Ngắt kết nối nguồn điện của cảm biến trước khi hiệu chuẩn để tránh nhiễu tín hiệu hoặc hư hỏng thiết bị có thể xảy ra.
Mẹo về an toàn: Những người không-chuyên nghiệp không nên tháo rời vỏ cảm biến vì làm như vậy có thể làm hỏng cấu trúc bịt kín và dẫn đến giảm hiệu suất.
II. Các bước hiệu chuẩn chung (Áp dụng cho hầu hết các cảm biến tổng hợp đo Nhiệt độ/Áp suất/Độ ẩm hoặc Độ rung + Nhiệt độ)
1. Giai đoạn chuẩn bị
Đặt cảm biến và thiết bị tiêu chuẩn trong cùng một môi trường và để chúng nóng lên trong ít nhất 30 phút để đảm bảo cân bằng nhiệt.
Kết nối nguồn điện và hệ thống thu thập dữ liệu, đồng thời kiểm tra xem hoạt động liên lạc có hoạt động bình thường không.
2. Hiệu chuẩn bằng không
Kích hoạt chế độ hiệu chỉnh trong điều kiện "không có{0}}đầu vào" hoặc điều kiện cơ bản (ví dụ: áp suất khí quyển tiêu chuẩn, trạng thái đứng yên hoặc nhiệt độ phòng).
Kích hoạt chức năng "Tự động{0}}Không"-thông qua phần mềm đi kèm hoặc nút phần cứng-để căn chỉnh đầu ra của mỗi kênh với điểm 0 theo lý thuyết.
Nếu điều chỉnh thủ công được hỗ trợ, hãy ghi lại giá trị đầu ra hiện tại, so sánh nó với giá trị tham chiếu tiêu chuẩn, tính toán độ lệch và nhập các tham số bù cần thiết.
Ví dụ: Đối với cảm biến nhiệt độ/áp suất/độ ẩm ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn (mực nước biển), kênh áp suất sẽ hiển thị khoảng 101,3 kPa; độ lệch vượt quá ±0,5 kPa cần phải hiệu chỉnh.
3. Hiệu chỉnh khoảng cách
Áp dụng tín hiệu đầu vào quy mô đầy đủ đã biết (ví dụ: độ ẩm 100% RH, gia tốc rung 1g hoặc nhiệt độ cao 50 độ).
Đọc giá trị đầu ra của cảm biến và so sánh nó với giá trị đọc của thiết bị tiêu chuẩn.
Điều chỉnh thông số độ nhạy (độ lợi) để đảm bảo đầu ra của cảm biến khớp với giá trị tham chiếu tiêu chuẩn.
Đề xuất về công cụ: Sử dụng buồng nhiệt độ và độ ẩm tiêu chuẩn, bàn rung kết hợp với cảm biến dịch chuyển bằng laser và nguồn áp suất chính xác làm nguồn đầu vào tham chiếu.
4. Xác minh đền bù đa{1}}tham số chéo-
Thay đổi một tham số (ví dụ: tăng nhiệt độ lên 60 độ) và quan sát xem có bất kỳ sự trôi dạt bất thường nào xảy ra ở các kênh khác hay không (ví dụ: độ ẩm, áp suất);
Nếu phát hiện thấy nhiễu đáng kể, hãy bật hoặc cập nhật thuật toán bù bên trong (một số kiểu máy nhất định hỗ trợ tải xuống đường cong bù qua phần mềm máy chủ).
5. Lưu thông số hiệu chuẩn và áp dụng nhận dạng
Sau khi hoàn tất hiệu chuẩn, ghi các thông số mới vào bộ nhớ trong của cảm biến (EEPROM hoặc Flash);
Đánh dấu **ngày hiệu chuẩn và ngày hết hạn** trực tiếp trên thân thiết bị hoặc trong hệ thống quản lý để thuận tiện cho việc theo dõi sau này.
III. Các điểm hiệu chỉnh chính cho các loại cảm biến đa thông số-khác nhau
1. Cảm biến nhiệt độ, áp suất và độ ẩm (TPH)
Nên sử dụng phương pháp hiệu chuẩn hai{0}}điểm: hiệu chỉnh kênh độ ẩm riêng biệt trong cả môi trường-độ ẩm thấp (ví dụ: 20% RH) và độ ẩm-cao (ví dụ: 80% RH);
Để bù nhiệt độ, hãy xác minh tính chính xác của số đo áp suất khí quyển trên nhiều điểm nhiệt độ (ví dụ: 10 độ, 25 độ, 50 độ).
2. Cảm biến rung + nhiệt độ
Sử dụng bảng rung điện động để áp dụng gia tốc tiêu chuẩn (ví dụ: 0,5g, 1g) với tần số được đặt thành 160 Hz;
Đồng thời theo dõi kênh nhiệt độ để kiểm tra xem có bất kỳ sự trôi dạt nào do gia nhiệt cơ học gây ra hay không; cho phép bù cách ly nhiệt nếu cần thiết.
3. Nhiều-Thiết bị phát hiện khí
Đưa các khí có nồng độ tiêu chuẩn (ví dụ: 100 ppm CO, 500 ppm CO₂) để thực hiện hiệu chuẩn điểm 0 và nhịp;
Hãy cẩn thận để tránh sự-nhiễu chéo giữa các khí; sau khi hiệu chuẩn, hãy chạy "chu trình thanh lọc" để loại bỏ mọi khí dư.
IV. Chức năng tự hiệu chỉnh của cảm biến thông minh
Một số cảm biến tích hợp-cao cấp nhất định (ví dụ: TDK ICM-20948, Bosch BME680) hỗ trợ chức năng hiệu chỉnh tự động:
Phương thức kích hoạt: Kích hoạt chế độ-tự hiệu chỉnh thông qua các lệnh I²C.
Nguyên tắc triển khai: Sử dụng bộ vi xử lý bên trong để mô phỏng các tín hiệu đã biết hoặc gọi các mô hình bù-được lưu trữ trước, từ đó thực hiện các điều chỉnh-điểm 0 và độ nhạy.
Tình huống áp dụng: Thích hợp để nhanh chóng khôi phục độ chính xác trong quá trình bảo trì định kỳ nhưng không thể thay thế cho việc hiệu chuẩn chuyên nghiệp định kỳ.
Ưu điểm: Giảm thời gian ngừng hoạt động và nâng cao tính khả dụng của hệ thống. Hạn chế: Không thể sửa chữa thiệt hại vật lý hoặc hiệu ứng lão hóa nghiêm trọng.
V. Đăng-Xác minh hiệu chuẩn và tài liệu
Kiểm tra lặp lại: Tiến hành ba phép đo lặp lại trong các điều kiện hoạt động khác nhau để xác nhận rằng đầu ra ổn định và sai số nằm trong phạm vi cho phép.
Tạo báo cáo: Ghi lại các thông tin quan trọng như ngày giờ hiệu chuẩn, điều kiện môi trường, kiểu thiết bị tiêu chuẩn được sử dụng và so sánh các giá trị lỗi trước và sau khi hiệu chuẩn.
Lưu trữ dữ liệu: Nên lưu giữ hồ sơ trong tối thiểu hai năm để đáp ứng các yêu cầu truy xuất nguồn gốc trong hệ thống quản lý chất lượng công nghiệp.
Tham khảo tiêu chuẩn ngành: Việc quản lý quy trình hiệu chuẩn có thể được tiến hành theo tiêu chuẩn ISO/IEC 17025 hoặc GB/T 18268.
