變送器是工業過程重要（yào）的基礎自動化設備之一（yī），主要（yào）進行物理信號的測量和變換處理（lǐ）。隨著DCS係統在企（qǐ）業的廣泛應用，變送器逐漸轉向數字化、智（zhì）能化。相比常規變送器，智能變（biàn）送器具有更強的功能、更好的性能。***常見的一類智能變送器是采用HART通訊協議，HART 全稱為Highway Addressable Remote Transducer，意思是“高速鏈路可尋址遠程變換（huàn）器（qì）”，HART 協議現（xiàn）場儀表在（zài）原有的4～20mA工業標準信號上疊加數字（zì）信（xìn）號，在不中斷過（guò）程信號的情況下，在同一（yī）模擬回路上同（tóng）時實現通信，給操作使用帶來了極大方便。HART智能變送器（qì）的校驗與常規變送器（qì）的校驗（yàn）有很大不同（tóng），在介紹如何校準之前，首先要了解HART變送器的工作原理。HSIN916多功（gōng）能過程校驗儀加配外置高精度智能壓力模塊（kuài）可用於現場校（xiào）準壓力變送器。

1. HART變送器功能結構

對於（yú）HART變（biàn）送器而（ér）言，通過（guò）在（zài）輸出（chū）和輸出之間進行多點測試無（wú）法準確衡量出變（biàn）送器（qì）的工作情（qíng）況（kuàng）。HART變送器除了純機械和電路（lù）之外（wài），還有（yǒu）微處理器對數據（jù）進（jìn）行運算操作。如圖1所示（shì），HART儀表可以分為三個部分，每（měi）一個部分都可以（yǐ）單獨進行測試和調（diào）整。

PVCounts輸入塊傳感（gǎn）器調整mAPV轉換塊CountsmA輸出塊量程和轉換關（guān）係輸（shū）出調整回路測試PVPVAO傳（chuán）感器（qì）4-20mA（輸入值）（4-20mA值（zhí））模擬毫安輸出物理（lǐ）量

圖1 HART變送器框圖

***個方框的前麵，變送（sòng）器的傳感（gǎn）器測量一些與過程量相關的物理量，例如電壓、電容、電磁、電感、頻率等。這些物理量可通過A/D轉換器轉換為數字表示。

***個方框為變送器的輸入塊（kuài）。變（biàn）送器對物理量PV（如溫度、壓力或流量）進行（háng）測（cè）量（liàng），並根據廠家的數值（zhí）表或某種（zhǒng）形式的（de）方程將其轉化為數字信號，***方框的輸出就是過程變量的數字值（PV），在手操（cāo）器上讀（dú）取過程變量時，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（jìn）行調整，被稱之為傳感器調整（zhěng）。

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關係轉（zhuǎn）換為毫安表示（shì），可由變送器的量程值（零點和滿度（dù）值）結合轉換函數（shù）計算得到。轉換函數中（zhōng）線性轉換函（hán）數***常見，但在（zài）壓力（lì）變送器中，往往還提供方根轉換關係，某些特殊的變送器（qì）還（hái）可（kě）能實現一些常見的數學（xué）公式轉換或者用戶自定義數值映射表。第二個方框的輸（shū）出是變送器輸出回路電（diàn）流值的一個數字值表示（shì）（PVAO），可用（yòng）手操器通過（guò）指令讀取。大多數HART變送（sòng）器都提供一個（gè）指令將變送器設置為電流（liú）環測試（shì）模式，在此（cǐ）模式（shì）下將（jiāng）覆蓋第二方框的輸（shū）出，並替（tì）換（huàn）為***的輸出值。

第三個方（fāng）框（kuàng）是變送（sòng）器的輸出塊。輸出塊是將第二個方框計算出的輸出數（shù）字值（PVAO）利用D/A轉（zhuǎn）換器產生實際的4-20mA模（mó）擬電流輸出。在（zài）此過程中，微（wēi）處理器必須依靠一些內部校準因素來得到正確的輸（shū）出。對這些因素的調整通常被稱之為電（diàn）流輸出（chū）調整。

了（le）解典型的HART功能結構非常有助於HART變送器的正確校準。正確的HART校準包括傳感（gǎn）器（qì）調整和（hé）輸出調整或其中（zhōng）之一，不經過校驗儀（yí）的量程（chéng）調整不能稱（chēng）為校準（zhǔn），忽略輸入塊的輸出調整（zhěng）也是錯誤的校準方法。

2．HART校準要求

從（cóng）HART功能（néng）結構的分析中可以看（kàn）到HART變送器正確的校準過程（chéng）明顯與常規變送器大不相同。HART變送器的校準要求取決於HART變送器的工作情（qíng）況。

如果僅將HART變送器（qì）過程變量（liàng）的數值用於（yú）監控或控製，則隻需要對（duì）輸入（rù）塊進行明確的測試和調整；如果隻是（shì）使用了（le）HART變送（sòng）器的模擬毫安輸出，則隻（zhī）需（xū）要對輸出塊進行明確的（de）測試和調整；如果（guǒ）同時使用（yòng）了HART變送器的上麵兩項功能，則對輸入塊和輸出塊都需要進行測試（shì）和調整。需要特別指出的是輸入塊的校準與輸出塊的（de）校準是沒有關聯（lián）的（de），兩者相互獨立，它們也都與零點和滿度設置無關。

2.1 輸入塊（kuài）的校準（zhǔn）

對輸入部分的校準，仍然采用（yòng）基本相同的多點測試（shì）和調整方（fāng）法，隻是輸出方式有所不同。在對（duì）輸入塊進行（háng）測試時，使用校驗儀（yí）測（cè）量所施（shī）加的輸入值，輸（shū）出值則通過手操器或（huò）校驗儀上的HART通訊指令來（lái）讀取PV數值。測試完成後，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，如不符合（hé）精度要求，則應遵照變送器廠家的校準手冊對輸入塊進行調（diào）整，通（tōng）常稱之為傳感器調整（Sensor Trim），傳感（gǎn）器調（diào）整一般包括一個或兩個調整點（低點和高點）。需要注意的是，對於壓力（lì）類型的變送（sòng）器，壓力變送器本（běn）體上一般有零點調整和量程調整按鈕，在對輸入塊校準時，隻能通（tōng）過HART指令執行傳感器調（diào）整，而不是使用這兩個（gè）按扭對（duì）零點和量程進行調整。不要混淆了兩者的功能。

2.2 輸（shū）出塊的校準

對於輸出部分，也仍然采用基本（běn）相同的多點（diǎn）測試和調整方（fāng）法，隻是輸入方式有（yǒu）所不同。對輸出塊進行（háng）測試時，首先用手操器或者校驗儀上的HART通（tōng）訊指令使變送器（qì）進入一種固定的電流輸出（chū）模（mó）式，用指（zhǐ）令設定變送器（qì）輸入的（de）毫安值，再用校驗儀測量變（biàn）送器的（de）電流輸出。根（gēn）據（jù）多點（diǎn）測試（shì）的結果數據計算誤差，其誤差應滿足變送（sòng）器允許的精度，如誤差不符合精度（dù）要求，則應遵照變（biàn）送器廠（chǎng）家（jiā）的校（xiào）準手（shǒu）冊對輸出塊進行調整，通常（cháng）稱之為4-20mA調整、D/A調整或電流輸出調整（Output Trim）。電流輸出調整包括4mA（低點（diǎn））和20mA（高點）兩個調整點。

2.3 整體性能測試

對輸入和輸出（chū）部分校準完後，HART變送器就應當能正確工作了，圖1所示（shì）的第二（èr）個（gè）方框隻涉及計算的問題（tí），所以對量程、單（dān）位和轉換（huàn）函數的改變不會影響變送（sòng）器（qì）的準（zhǔn）確度（dù），即使HART變送器使用了一個不尋常的轉換函數，也（yě）隻是僅（jǐn）會影響到變送器的輸入值到毫安輸出值的轉換，並不涉及到輸入塊（kuài）和輸出塊的測試和校（xiào）準（zhǔn）。

雖然如此，但在實際校準應用中，當變送（sòng）器處於4-20mA模擬輸出模式且誤差不是很大的情（qíng）況下，對變送器（qì）進行量程遷移（即LRV/URV調整）是一種對輸入塊誤（wù）差進行補償的有效手段。