עקרון הליבה של-כיול עצמי של חיישן מורכב הוא שחזור דיוק המדידה שלו ועקביות הנתונים שלו באמצעות השוואה עם ציוד סטנדרטי והתאמה מתואמת של פרמטרים מרובים. מכיוון שחיישן מורכב משלב יחידות חישה מרובות, תהליך הכיול חייב לקחת בחשבון הן את העצמאות של כל ערוץ והן את ההשפעות הפוטנציאליות שלו-. מומלץ לבצע הליך זה בסביבה מבוקרת, תוך הקפדה על פרוטוקולים סטנדרטיים וניצול הכלים הבסיסיים הדרושים.
I. תנאים מוקדמים לכיול-עצמי
סביבה מבוקרת: בצע את הכיול בתוך הבית בתנאי טמפרטורה יציבים (20-25 מעלות), לחות מתונה (40-60% RH), ובהיעדר הפרעות אלקטרומגנטיות חזקות.
ערכת כלים מלאה: עליך להצטייד במקורות סטנדרטיים או במכשירי ייחוס בעלי רמת דיוק לפחות בדרגה אחת הגבוהה מהחיישן המכויל.
ניתוק מתח: נתק את אספקת החשמל של החיישן לפני הכיול כדי למנוע הפרעות אות או נזק אפשרי לציוד.
טיפ בטיחות: לא-אנשי מקצוע מומלץ שלא לפרק את מעטפת החיישן, שכן פעולה זו עלולה לסכן את מבנה האיטום ולהוביל לפגיעה בביצועים.
II. שלבי כיול כללי (מתאים לרוב החיישנים המרוכבים המודדים טמפרטורה/לחץ/לחות, או רטט + טמפרטורה)
1. שלב ההכנה
הנח את החיישן והציוד הסטנדרטי באותה סביבה ואפשר להם להתחמם במשך 30 דקות לפחות כדי להבטיח שיווי משקל תרמי.
חבר את ספק הכוח ואת מערכת רכישת הנתונים, וודא שהתקשורת פועלת כרגיל.
2. אפס כיול
הפעל את מצב הכיול במצב של "אין-קלט" או תנאי בסיס (למשל, לחץ אטמוספרי סטנדרטי, מצב נייח או טמפרטורת החדר).
הפעל את הפונקציה "אוטומטי-אפס"-באמצעות תוכנה נלווית או כפתור חומרה-כדי ליישר את הפלט של כל ערוץ עם נקודת האפס התיאורטית שלו.
אם התאמה ידנית נתמכת, רשום את ערך הפלט הנוכחי, השווה אותו לערך הייחוס הסטנדרטי, חשב את הסטייה והזן את פרמטרי הפיצוי הדרושים.
דוגמה: עבור חיישן טמפרטורה/לחץ/לחות בלחץ אטמוספרי סטנדרטי (גובה פני הים), ערוץ הלחץ צריך להציג כ-101.3 kPa; סטייה העולה על ±0.5 kPa דורשת תיקון.
3. כיול טווח
החל אות קלט ידוע בקנה מידה מלא (לדוגמה, 100% לחות RH, האצת רטט של 1 גרם או טמפרטורה גבוהה של 50 מעלות).
קרא את ערך הפלט של החיישן והשווה אותו לקריאת הציוד הסטנדרטי.
כוונן את פרמטר הרגישות (הגבר) כדי לוודא שהפלט של החיישן תואם את ערך הייחוס הסטנדרטי.
המלצות כלי: השתמש בתא טמפרטורה ולחות סטנדרטי, טבלת רטט בשילוב חיישן תזוזה לייזר ומקור לחץ מדויק כמקורות קלט ייחוס.
4. ריבוי-הצלב פרמטרים-אימות פיצוי
שנה פרמטר אחד (למשל, העלה את הטמפרטורה ל-60 מעלות) ובדוק אם מתרחשת סחיפה חריגה בערוצים האחרים (למשל, לחות, לחץ);
אם זוהתה הפרעה משמעותית, הפעל או עדכן את אלגוריתמי הפיצוי הפנימיים (דגמים מסוימים תומכים בהורדת עקומות פיצוי באמצעות תוכנה מארח).
5. שמור פרמטרי כיול והחל זיהוי
עם השלמת הכיול, כתוב את הפרמטרים החדשים לזיכרון הפנימי של החיישן (EEPROM או Flash);
סמן את **תאריך הכיול ותאריך התפוגה** ישירות על גוף המכשיר או בתוך מערכת הניהול כדי להקל על מעקב עתידי.
III. נקודות כיול עיקריות עבור סוגים שונים של חיישני פרמטרים מרובי-
1. חיישני טמפרטורה, לחץ ולחות (TPH).
שיטת הכיול של שתי-נקודות מומלצת: כייל את תעלת הלחות בנפרד בסביבות -לחות נמוכה (למשל, 20% RH) וגם -גבוהה (למשל, 80% RH);
לפיצוי טמפרטורה, ודא את הדיוק של קריאות הלחץ הברומטרי על פני מספר נקודות טמפרטורה (למשל, 10 מעלות, 25 מעלות, 50 מעלות).
2. חיישני רטט + טמפרטורה
השתמש בטבלת רטט אלקטרודינמית כדי להחיל תאוצה סטנדרטית (למשל, 0.5g, 1g) עם התדר מוגדר ל-160 הרץ;
בו זמנית לנטר את ערוץ הטמפרטורה כדי לבדוק אם יש סחף שנגרם על ידי חימום מכני; לאפשר פיצוי בידוד תרמי במידת הצורך.
3. מכשירי זיהוי-רבים
הכנס גזי ריכוז סטנדרטיים (למשל, 100 ppm CO, 500 ppm CO₂) לביצוע כיול נקודת אפס וטווח אפס;
הקפד להימנע-מהפרעות צולבות בין גזים; לאחר הכיול, הפעל "מחזור טיהור" כדי לנקות שאריות גזים.
IV. פונקציית כיול עצמי- של חיישנים חכמים
חיישנים משולבים-מתקדמים מסוימים (למשל, TDK ICM-20948, Bosch BME680) תומכים בפונקציית כיול אוטומטי:
שיטת הפעלה: הפעל את מצב הכיול העצמי- באמצעות פקודות I²C.
עקרון יישום: השתמש במיקרו-מעבד פנימי כדי לדמות אותות ידועים או להפעיל מודלים של פיצוי-מאוחסנים מראש, ובכך לבצע התאמות של אפס-נקודות ורגישות.
תרחישים ישימים: מתאים לשיקום מהיר של דיוק במהלך תחזוקה שוטפת, אך אינו יכול לשמש כתחליף לכיול מקצועי תקופתי.
יתרונות: מפחית את זמן ההשבתה ומשפר את זמינות המערכת. מגבלות: לא ניתן לתקן נזק פיזי או תופעות הזדקנות חמורות.
V. לאחר-אימות כיול ותיעוד
בדיקה חוזרת: ערוך שלוש מדידות חוזרות ונשנות בתנאי הפעלה משתנים כדי לוודא שהתפוקה יציבה והשגיאה נופלת בטווח המותר.
הפקת דוחות: תיעוד מידע מרכזי כגון תאריך ושעה של כיול, תנאי סביבה, דגמי ציוד סטנדרטיים בשימוש והשוואה של ערכי שגיאה לפני ואחרי כיול.
ארכיון נתונים: מומלץ לשמור את הרשומות למשך שנתיים לפחות כדי לעמוד בדרישות העקיבה בתוך מערכות ניהול איכות תעשייתיות.
התייחסות לתקן התעשייה: ניהול תהליך הכיול עשוי להתבצע בהתאם לתקן ISO/IEC 17025 או GB/T 18268.
