邓楼泵站闸门荷重传感器的静态标定方法

董庆杰，宋缓缓，刘 辉

（南水北调东线山东干线有限责任公司，山东 济南250109）

南水北调大型泵站的运行基本实现了自动化，自动化的稳定可靠运行，通过传感器传送的数据为分析决策基础，自动化的成败，很大程度上取决于传感器能否测得数据，测准数据。传感器的准确标定是确保传感器的数据采集、转化输出可靠性的重要环节。邓楼泵站采用的ZWY—4HII 型闸门荷重测控仪主要由前置荷重传感器及荷重变送器组成。荷重传感器输入信号：0～10 mV，采集荷重传感器毫伏信号经过AD 转换处理成标准4～20 mA 信号输出直接供闸门荷重测控仪采集。

1 存在的问题

闸门荷重测控仪在使用过程中主要问题是左右荷重不一致，主要包括：1）荷重传感器精度降低或损坏，线性关系不能满足使用现状，需进行标定；2）变送器损坏或输入的0～10 mV 对应的不是输出4～20 mA 关系，需进行标定；3）闸门荷重测控仪损坏，维修更换。

2 闸门荷重测控仪标定

标定步骤主要为：通过对传感器全量程等间距分点标定；标定过程中正反量程往复逐点标定；从而列出传感器线性关系曲线。

2.1 变送器标定

变送器是采用AD 芯片，采集荷重传感器毫伏信号经过AD 转换处理成标准4～20 mA 信号输出。可直接供仪表或PLC 及其他系统采集。接线示意如图1 所示。

图1 变送器接线示意

采用信号检验仪输出0～10 mV 电压，接入s+，s-（v+与s-短接）。此时信号校验仪输出电压从0 递增，在变送器端子I、24V 处接万用表，量取电流信号。正常情况下0～10 mV 对应的是输出4～20 mA 关系。

当电压为0 mV 时对应的变送器输出电流值应为4 mA。如果不等于应调整变送器的P1（零点调整），10 mV 时变送器输出的电流值应为20 mA。如果小于或大于应调整变送器的P2。经过调整后信号为标准转换信号。

2.2 荷重传感器标定

荷重传感器被测重量y，与变送器输出电流值x，关系表达式可表示为：

式中：k 为传感器放大倍数，b 为常数。

荷重传感器出厂值线性关系为0～5 T 对应的重量是4～20 mA，则出厂值线性关系为：

安装使用一段时间后，实际测量将被测重量从0 T 递增至5 T 后再递减得到线性关系为

两者实际线性关系如图2 所示。

图2 荷重传感器标定线性关系

由图2 可知，传感器在使用过程中线性关系出现了漂移，由此导致了荷重显示不准的问题。传感器的静态标定,是在使用安装前及使用过程中必须进行的一项工作。通过试验和测量生成传感器输入与输出的静态特性曲线,可用来评定传感器的特性如准确度、精密度、线性度等。通过特性曲线也能确定误差关系，再根据线性关系计算出传感器输出值与工程值的关系表达式，在PLC模数转换中实现过程信号到工程值的转换，保证数据精度和可靠性。

2.3 闸门荷重测控仪损坏

采用信号检验仪输出4～20 mA 电流接入闸门荷重测控仪输入信号，即可判断闸门荷重测控仪是否损坏。

当对变送器和闸门荷重测控仪故障查明处理后采用替换、对比等方法对荷重传感器进行判断好坏即可。

3 结 语

1）通过静态标定解决了闸门荷重测控仪在使用过程中左右荷重不一致的问题，快速准确的对设备进行校验，方便快捷，对于泵站常用的传感器的校核都可适用。

2）通过静态标定找出了传感器测量不准确的原因。未经标定的传感器测量数据不准确,同时会造成数据偏差较大。因此传感器在安装前及使用过程中必须进行标定，传感器标定是测量准确性的重要保证。