不久之前，工廠傳感器校準(zhǔn)和自校準(zhǔn)傳感器要么不存在，要么很少見。產(chǎn)品開發(fā)的進(jìn)步改變了這一切，為設(shè)計(jì)人員在傳感器成本，精度，可靠性以及易用性等方面帶來了福音。

現(xiàn)在，許多單獨(dú)的傳感器在部署之前或之后進(jìn)行校準(zhǔn)。預(yù)部署校準(zhǔn)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是制造商可以一次校準(zhǔn)許多傳感器而不是單獨(dú)校準(zhǔn)，從而大大節(jié)省了成本。另一方面，就地校準(zhǔn)在安裝傳感器后發(fā)生，更耗時(shí)，并且傳感器可能暴露于可能影響校準(zhǔn)精度的環(huán)境因素。

過去，校準(zhǔn)工作坦率地說對設(shè)計(jì)師來說是一場噩夢。第一次校準(zhǔn)后，挑戰(zhàn)并未停止，因?yàn)楸３謧鞲衅鳒?zhǔn)確性存在許多障礙。預(yù)校準(zhǔn)或自校準(zhǔn)提供：

消除測量不確定度

數(shù)據(jù)隨時(shí)間的可靠性

消除或?qū)S護(hù)頻率產(chǎn)生重大影響

對傳感器功能的干擾最小

降低成本

特別是在傳感器融合的情況下，環(huán)境中的每個(gè)傳感器都有不同的誤差特性，每個(gè)傳感器的校準(zhǔn)都是隨著越來越多的傳感器依賴于執(zhí)行校正計(jì)算和處理特定應(yīng)用算法，監(jiān)控自身以及通過接口進(jìn)行通信，傳感器的復(fù)雜性正在急劇增加。盡管如此 - 并且在很大程度上是因?yàn)橥ㄟ^將傳感器特定的校正信息存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中來幫助維護(hù)傳感器系統(tǒng)的任務(wù)，允許更換單個(gè)傳感器而無需重新校準(zhǔn) - 傳感器變得更容易使用。使用與參考的比較，傳感器可以自我監(jiān)控，當(dāng)參考可用作輸入時(shí)，傳感器可以自我重新校準(zhǔn)。

各種傳感器類型可以在工廠校準(zhǔn)。下面是溫度/濕度，慣性傳感器和CO2傳感器模塊，它們都提供工廠校準(zhǔn)。

一個(gè)預(yù)先校準(zhǔn)的傳感器設(shè)備是Silicon Labs的Si702x/2x數(shù)字I2C濕度和溫度傳感器（圖1） 。完整的器件系列提供完全出廠校準(zhǔn)的濕度和溫度傳感器元件，帶有模數(shù)轉(zhuǎn)換器，信號處理和I2C主機(jī)接口。這是一款基于CMOS的器件，功耗低。

圖1：Si701x/2x器件是Silicon Labs的第二代相對濕度和溫度傳感器系列。該器件系列的所有成員將完全出廠校準(zhǔn)的濕度和溫度傳感器元件與模數(shù)轉(zhuǎn)換器，信號處理和I2C主機(jī)接口相結(jié)合。

精密相對濕度傳感器的特點(diǎn)包括：（適用于Si7013/Si7021）在0-80％RH下±3％RH（最大值），而Si7020在0-80％RH下提供：±4％RH（最大值）。溫度傳感器在-10至+ 85°C時(shí)具有±0.4°C精度（最大值），輔助第二區(qū)傳感器輸入（Si7013），0至100％RH工作范圍和高達(dá)-40至+ 125°C工作范圍。功耗為3.3 V時(shí)平均功率為1.9μW，每秒采樣1次。有一個(gè)集成的片上加熱器，該器件采用3 mm x 3 mm DFN封裝該傳感器的工廠校準(zhǔn)可在回流和運(yùn)行期間提供出色的長期穩(wěn)定性和壽命保護(hù)。可選的工廠安裝過濾器/蓋板可防止灰塵，污垢，家用化學(xué)品和其他液體污染。

應(yīng)用包括AEC-Q100汽車合格用途，工業(yè)HVAC/R，恒溫器/濕度調(diào)節(jié)器，呼吸治療白色家電，微型環(huán)境和數(shù)據(jù)中心，以及汽車氣候控制和除霧。另一個(gè)例子是ADI公司的ADIS16445傳感器設(shè)備，一個(gè)完整的慣性系統(tǒng)，包括三軸陀螺儀和三軸加速度計(jì)。該設(shè)備中的每個(gè)傳感器都將iMEMS技術(shù)與信號調(diào)理相結(jié)合，優(yōu)化了傳感器的動(dòng)態(tài)性能。工廠校準(zhǔn)表征每個(gè)傳感器的靈敏度，偏置，對齊和線性加速度（陀螺儀偏置），以便每個(gè)傳感器都有自己的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償公式，以確保準(zhǔn)確的傳感器測量。

ADIS16445（圖2）是一個(gè)簡單的成本 - 將精確的多軸慣性傳感集成到工業(yè)系統(tǒng)中的有效方法。所有必需的運(yùn)動(dòng)測試和校準(zhǔn)都是工廠生產(chǎn)過程的一部分，因此可以輕松快速地集成到應(yīng)用程序中。在導(dǎo)航系統(tǒng)中使用時(shí)，緊密的正交對準(zhǔn)還簡化了慣性框架對準(zhǔn)。

功能包括三軸數(shù)字陀螺儀，數(shù)字范圍縮放，±62°/s，±125°/s，±250°/s設(shè)置和《0.05°軸到軸不對中規(guī)格。三軸數(shù)字加速度計(jì)最小值為±5g，傳感器提供自動(dòng)操作和數(shù)據(jù)采集，無需外部配置命令，啟動(dòng)時(shí)間為175 ms，并具有工廠校準(zhǔn)的靈敏度，偏置和軸對齊，如以及-40°至+ 70°C的校準(zhǔn)溫度范圍。

應(yīng)用包括平臺(tái)穩(wěn)定和控制，導(dǎo)航和機(jī)器人。

圖2：工作圖ADI公司的ADIS16445慣性傳感器具有工廠校準(zhǔn)功能。另一個(gè)工廠校準(zhǔn)的例子是我們看到軟件的重要性，它來自Amphenol Advanced Sensors（以前的GE Sensing）的Telaire 6613 CO2模塊。該模塊旨在滿足OEM數(shù)量，成本和交付要求。所有裝置均經(jīng)過工廠校準(zhǔn)，可測量高達(dá)2，000和5，000 ppm的CO2濃度水平，雙通道傳感器可用于更高濃度。

功能包括靈活的CO2傳感器平臺(tái)，旨在與其他微處理器設(shè)備進(jìn)行交互，并消除使用Telaire的專利ABC Logic軟件，在大多數(shù)應(yīng)用中需要校準(zhǔn)ABCLogic軟件使C02傳感器能夠在現(xiàn)場安裝后自動(dòng)校準(zhǔn)，從而消除了維護(hù)問題。所有帶有ABC Logic的傳感器都具有終身校準(zhǔn)保證，如果發(fā)現(xiàn)傳感器未校準(zhǔn)，供應(yīng)商將為傳感器提供校準(zhǔn)。

氣體傳感器通常漂移，漂移程度取決于組件的質(zhì)量和設(shè)計(jì)。然而，即使少量漂移也會(huì)導(dǎo)致需要重新校準(zhǔn)，這意味著每個(gè)傳感器都需要進(jìn)行維護(hù)，并執(zhí)行需要長達(dá)20分鐘的重新校準(zhǔn)程序。如果經(jīng)常發(fā)生這種情況，它將消除可能來自基于二氧化碳的需求控制通風(fēng)的任何節(jié)能效益。

Telaire自校準(zhǔn)傳感器（圖3）已經(jīng)上市多年，其首批產(chǎn)品仍然準(zhǔn)確地測量CO 2。大多數(shù)從未進(jìn)行現(xiàn)場校準(zhǔn)。

圖3：Telaire的CO2模塊配有ABCLogic校準(zhǔn)軟件。總之，校準(zhǔn)和自校準(zhǔn)為設(shè)計(jì)人員和應(yīng)用提供了很多幫助可靠性和準(zhǔn)確性的方式，以及最重要的實(shí)施速度。本文介紹了工廠校準(zhǔn)的好處，并檢查了主要供應(yīng)商提供的幾個(gè)優(yōu)秀的傳感器示例。