變送器是（shì）工業過程重要的基礎自動（dòng）化設備（bèi）之一，主（zhǔ）要進行物理信號的（de）測量和變換處理。隨（suí）著DCS係統在企業的廣泛應用，變送器逐漸（jiàn）轉向數字化、智能化。相比常規變送（sòng）器，智能變送器具有更強的功能、更好的性能。***常見的一類智能變送（sòng）器是采用（yòng）HART通訊協議（yì），HART 全稱為Highway Addressable Remote Transducer，意思是“高速鏈路可尋址遠程變換器”，HART 協議現場儀表在原有的4～20mA工業標準信（xìn）號上疊加數字信號，在不中斷過程信（xìn）號的情況下，在同一（yī）模擬回路上同時實現通信，給操作使用帶來了極（jí）大（dà）方便。HART智能變送器的校驗與常規變送器的校驗有很大（dà）不同，在介紹如何校準之前，首先要了解HART變送器的工作（zuò）原理。HSIN916多功能過程校驗儀加配外置高精度智能壓力模塊可用於現場校準（zhǔn）壓力變（biàn）送器。

1. HART變送器功（gōng）能結構

對於HART變送器（qì）而言，通過在輸出和輸出之間進行多點測試無法準確衡量出變送器（qì）的工（gōng）作情況。HART變送器除了純機械和電路之外，還有微處理器對數據進行運算操作。如（rú）圖（tú）1所示，HART儀表可以分為（wéi）三個部分（fèn），每一個部分都可（kě）以單獨進行測試和調整。

PVCounts輸入塊傳感器調整mAPV轉換塊CountsmA輸出塊量（liàng）程和轉換關係輸出調整回路測（cè）試PVPVAO傳感器4-20mA（輸入值）（4-20mA值）模擬毫安輸出物理量

圖1 HART變送器框圖

***個方框的（de）前（qián）麵，變送器的傳感器測量（liàng）一些與（yǔ）過程量相關的物理量，例如電（diàn）壓、電容、電磁、電（diàn）感、頻率等。這些物理量可通過A/D轉換器（qì）轉換為數字表示。

***個方框為變（biàn）送器的輸（shū）入塊。變送器對物理量PV（如溫度、壓力或（huò）流（liú）量（liàng））進行測量，並根據（jù）廠家的數值表或某種形式的方（fāng）程將其轉化為數字信號，***方框的輸出（chū）就是過程變量的數字（zì）值（PV），在（zài）手操器上讀取（qǔ）過程變量時，就可以顯示此PV值。通過HART指令可以對***方框中的轉換過程進行調整，被稱（chēng）之為傳感器調（diào）整。

第二個方框為變送器的轉換塊。轉換塊是將過程量按照嚴格的數學（xué）關係轉換為毫（háo）安表示，可由變送器的量程值（零（líng）點和滿度值）結合轉換函數計算得到。轉換函數中線性轉換函數***常見，但在（zài）壓力變（biàn）送（sòng）器中，往往還提供（gòng）方根轉換關係，某些特殊的變送器還可能實現一些常見的數學公式轉換或者（zhě）用戶自定義數值映射表。第二個方框的輸出是變送器輸出回路電流值（zhí）的一個數字值表示（PVAO），可（kě）用手操器通過指令讀取。大多數HART變送器都提供一（yī）個指（zhǐ）令將變送器設置為電流環（huán）測試模式，在此模式下將覆蓋第二方框的輸（shū）出，並替（tì）換（huàn）為***的輸出值。

第三個方框是變送器的輸（shū）出塊。輸（shū）出塊是將第二個方框計（jì）算出的輸出數字值（PVAO）利（lì）用D/A轉換器產生實際的（de）4-20mA模擬電流輸出。在此過程中，微處理器必須依靠一些內部校準因素來得（dé）到正確的輸出。對這些因素的調整通常被稱之（zhī）為電流（liú）輸出調整。

了解典型的HART功能結構非常有助於HART變送器的正確（què）校準。正確的HART校準包括傳感器調整和輸出調整或其中之一，不經過校驗儀（yí）的量程調整不能稱為校準，忽（hū）略輸入塊的輸出調整也是錯誤的校準方法。

2．HART校準要求（qiú）

從HART功（gōng）能結構的分析中可以看到HART變送器（qì）正確的（de）校準過程明顯與常規變（biàn）送器大不相同。HART變送器的（de）校準要求取決於（yú）HART變送器的工作情況。

如（rú）果僅（jǐn）將HART變送器過程變量的數值用於監控（kòng）或控製（zhì），則隻需要（yào）對輸入（rù）塊進行明確的測試和調整；如果隻是使用了HART變送器的模擬毫安輸出，則隻需（xū）要對輸出塊進（jìn）行明確的測試和調整；如果同時使用了HART變送器的（de）上麵兩項（xiàng）功能，則對輸入塊和輸出塊都需要進行測試和調整。需要（yào）特別指出的是輸入塊的校（xiào）準與輸出塊的校準是沒有（yǒu）關聯的，兩（liǎng）者相互獨立，它們也都與（yǔ）零點和滿度（dù）設置無關。

2.1 輸入（rù）塊的校準

對輸入部分的校準，仍然采用基本相同的多點測試和調整方法（fǎ），隻（zhī）是輸出方式有所不同。在（zài）對輸入塊進行（háng）測試（shì）時，使用校驗儀（yí）測量（liàng）所施加的輸入值，輸出值則通過手操器或校驗（yàn）儀上的HART通訊指令來讀取PV數值。測試完成後，根據多點測試的（de）結果數據計算誤差，其誤差應滿足變送器允許的精度，如不符合精度要求，則（zé）應（yīng）遵照變送器廠家的校準手冊對（duì）輸入塊進行調整，通常稱之為傳感器調整（Sensor Trim），傳感器調整一般包括一個（gè）或（huò）兩個調整點（低點和高點）。需要注意的是，對於壓力類型的變送器，壓力變送器本體上一般有零點（diǎn）調整和量程調整按鈕（niǔ），在對輸（shū）入塊校準時（shí），隻能通過HART指令執行傳感器調整，而不是使（shǐ）用這兩個按扭對零點和量程進行調整。不要混淆了兩者的功能。

2.2 輸出（chū）塊的校準

對於輸出部分，也仍然采用基本相同的多點測試和調整方法，隻是輸入方式有所不同。對輸（shū）出塊進行測試時，首先用手操器或者校驗儀上的HART通訊指令使變送器進入一種固定（dìng）的電流輸出（chū）模式，用指令設定變送器輸入的毫安值，再用校驗儀測量變送器的電流輸出（chū）。根據多點測試的結果數據計算誤差，其誤差應滿足變送器允許的精度，如誤差（chà）不符合精度要求，則應遵照（zhào）變送器廠家的校準手冊（cè）對輸出塊進行調整，通常稱之為4-20mA調整、D/A調整或電流輸出調整（Output Trim）。電流輸出調（diào）整（zhěng）包括（kuò）4mA（低點（diǎn））和20mA（高點（diǎn））兩個（gè）調整點。

2.3 整（zhěng）體性能測（cè）試

對輸入和輸出部分校準完後，HART變（biàn）送器就應當能正確工作了，圖1所示的第二（èr）個方框隻涉及計算的問題，所以對量程、單位和轉換函（hán）數的改變不會影響變送（sòng）器（qì）的準確度，即使HART變送器（qì）使用了（le）一個不尋常的轉換函數（shù），也（yě）隻是（shì）僅會影響到變送器的（de）輸入值到毫（háo）安輸出值的轉換，並不涉及到輸入塊（kuài）和輸出塊的測試和校準（zhǔn）。

雖（suī）然如此，但在實際校準應用中，當變送器處（chù）於4-20mA模擬輸出模（mó）式且誤差不（bú）是很大的情況下（xià），對變送器進行（háng）量程遷移（即LRV/URV調整）是一種對（duì）輸入塊誤差進行補償的有效手段。