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1. 將ProcessMeter過程萬用表設置為輸出模式，采用適合定位器的相應電流范圍。

2. 將輸出電流測試線插入到mA輸出插孔。

3. 將旋轉功能開關從關閉位置(OFF)移動至上面的個mA輸出位置，選擇4-20 mA范圍。

4. 將過程萬用表連接至閥門定位器的輸入子。

5. 為了定定位器在4 mA時是否*關閉閥門，利用按鍵將輸出電流調節到4.0 mA。閥門應關閉。

6. 同時觀察閥門是否移動，按粗調(Coarse)下箭頭按鈕一次，將電流降低至3.9 mA。閥門應無任何運動。

7. 在設定閥門開始打開的位置點時，保執行器上沒有反向壓力(控制器輸入為4.0 mA時，該壓力使閥門保持閉合)。對于彈簧關閉式閥門，膜片上沒有壓力。對于雙動活塞式執行機構，活塞的一側應該沒有任何壓力。為保在關閉設置時沒有任何反向壓力，可以將閥門打開的起始點設定在4.1至4.2 mA之間。

8. 檢查閥門打開，按粗調(Coarse)上箭頭按鈕，從4.0 mA開始調節。每按一次粗調(Coarse)上箭頭按鈕，電流增0.1 mA。應調節閥門定位器的調零功能，將閥門設置為相應的關閉模式。

9. 為了檢查閥門的全開位置——稱為跨距位置檢查，利用范圍(Range)按鈕將輸出電流調節為20 mA，并等待閥門穩定。觀察和感覺閥門移動的同時，按粗調(Coarse)上箭頭按鈕一次，設置至20.1 mA。閥門移動應盡量小，可使用定位器上的跨距調節進行調節。

10. 利用粗調(Coarse)控制按鈕，在20.1 mA至19.9 mA之間上下調節電流小。20.1至20 mA之間時，閥門桿應不移動，20 mA至19.9 mA之間時，閥門桿應稍微移動。

11. 多數閥門中，閥門控制器的零點和跨距設定點相互影響;因此，好重復測試*關閉和*打開的位置，正調節閥門位置，直至不需要進一步調節。

12. 對于線性動作的閥門，可對其線性度進行檢查將ProcessMeter過程萬用表設置為4 mA，利用%步進按鈕將電流步進至12 mA (50%)，并認閥門位置指示器位于50%行程位置。如果閥門為非線性類型，請參考閥門手冊進行正操作。

13. 為了檢查閥門工作是否平穩，將旋鈕開關轉動到輸出mA，然后選擇線性慢變。使過程萬用表斜線改變幾個循環的mA信號，同時觀察或感覺閥門是否存在任何異常運動。在線性慢變的任何步進位置，閥門均不應震蕩或擺動，也不應存在動作遲緩現象。將閥門控制器增益設置為在上述兩個條件之間給出響應的點。

安全注釋

● 一定要先了解閥門制造商關于正、恰當地進行定位器測試和校準的詳細說明。● 在對閥門進行任何檢查之前，請一定保負責所處理過程的員工了解您的意圖。觸碰任何運動機械時請務必小心。無論我們是用約瑟夫遜陣列、一組固態參考電壓標準或者是一組飽和標準電池來作為本地的主(primary)直流電壓標準，我們都需要把主標準的量值擴展到具有各種不同量值的幾個工作標準上去。通常使用直流電壓比率和定標(scaling)的方法，來把主標準的量值擴展到其它量值的標準(如10 V到100 V)上去。通常用工作標準來保存這些擴展的量值。

比率技術

固態電壓標準的量值是很容易傳播或擴展的。這是因為固態電壓標準驅動分壓器時，其輸出電壓不會變化。但是應當注意，導線上的IR壓降會改變分壓器輸入的電壓。例如，福祿克公司的732B的10 V輸出可以由752A分壓而得到1.0 V或，或者由720A開爾文-瓦利分壓器以10V的分辨率分成其它的數值。見圖7-17和圖7-18。

此外，752A還可以把1 000 V和100 V分成10 V。這時，可以用732B的10 V輸出和752A的輸出對。當對平衡以后，732B的輸出就擴展到100V和1 000 V。使用福祿克公司的720A能夠以更好的不定度進行類似的比例分壓。

我們還可以用外部的分壓器把電壓分到標準電池的電平。但是，必須小心從事，避免把電池損壞。

工作標準

可以使用像福祿克公司的732A或732B這樣的固態參考電壓標準作為二標準，把固定的直流電壓電平從本地一電壓標準傳播到工作標準(如校準器)上去。可以很容易地把固態參考標準從一實驗室運送到工作標準的所在地。

工作標準可以是多功能校準器，如福祿克公司的5700A和5100B。

直流電流

雖然安培是*單位制中的電學單位，但是國家實驗室并不保存電流的國家標準。相反，電流的數值是根據在可溯源的電阻器兩的可溯源的電壓降在本地導出的。流過電阻器的電流由歐姆定律按下式決定I=E/R

式中

I——以安培為單位的電流強度

E——以伏特為單位的電動勢

R——以歐姆為單位的電阻

連接電路時的考慮

用來連接各種標準的電纜和連接器應當具有很低的串聯電阻，同時，其接觸電阻應當很低，在連接處的熱電動勢也應當很低。電纜的緣電阻應當非常高，以減少泄漏電流及其它與介電有關的誤差這里給出一些信息作為本章的歷史和技術的背景知識。

知識飽和及不飽和惠斯登電池

不飽和惠斯登電池和飽和惠斯登電池實際上是一樣的。其的區別是，不飽和電池不含硫酸鎘晶體，所以其電解液在低達4℃的溫度下是不飽和的。和飽和電池相比，不飽和電池的電壓約高%，并且穩定性也差得多，但是具有較好的溫度系數。

在福祿克公司早期的幾個差分電壓表(800、801、803型)中，使用不飽和標準電池來作電壓參考基準。在福祿克公司早期的斬波穩定輸出的301C和301E型校準器中也用它作參考基準。

標準電池的歷史

早期的電學實驗使人們認識到需要一種可以再現的(reproducible)電壓標準。進而著手開發一種實物(artifact)標準。在當時，具有化學生成的電動勢的伏打(voltaic)電池是實際的方法。人們曾經試驗過由銅和鋅電極以及硫酸銅和硫酸鋅電解液組成的丹尼爾(Daniel)電池，但是發現不夠穩定，而且壽命很短。1872年，拉提莫?克拉克(Latimer Clark)發明了一種穩定得多的電池。這種電池具有汞和鋅汞齊的電極、硫酸鋅的飽和溶液，密封在玻璃外殼內以避免電解液的蒸發。雖然克拉克電池的穩定性和再現性都比丹尼爾電池好得多，但是其溫度系數較高。

1892年惠斯登制造了鎘電池，進一步提高了電池的再生性和穩定性。今天，過了100多年之后，這種電池仍然廣泛地用作一標準來表示伏特。

NBS保存伏特的方法

1906年NBS將12個飽和惠斯登鎘電池投入使用，直到1910年5月之前，一直用它們來表示伏特的賦值。賦給這些電池的電動勢的數值，是根據與NBS在1906年以前制造的一些克拉克電池進行比較而定的。克拉克電池的電動勢則是由1894年通過的法律定的。

到1910年5月，通過銀電解式電量計(silver voltammeter)和汞柱的實驗定了*安培和*歐姆的數值。這時發現，由惠斯登電池保存的NBS的伏特比*伏特低852μV。所以，1911年1月1日，NBS按這個差值的小修改了它的惠斯登電池的數值。

此后61年來，伏特一直是由一組飽和標準電池來保存的。這期間，由于電動勢隨著時間變得不穩定，電池組中時常有某些個別的電池被替換下來。由于這種不穩定性，1933、1937、1944年都對電池組電壓的平均值進行了修改。從1972年7月1日開始，NBS(現在的NIST)已經使用交流約瑟夫遜效應來保存伏特的國家表示。

電壓標準的比較

表7-2根據在溯源性鏈中的地位，按照一標準、二標準或工作標準的下降次序，列出并簡要地介紹了幾種直流電壓標準。選擇式光柵而非增量式光柵的一個主要考量是機器的啟動循環。通常，裝有增量式光柵的軸必須費力尋找定位參考零位，以定基準或零位。而雷尼紹的式光柵在啟動之后便可立即提供準位置，無需移動軸。對于多軸機器而言，定位參考零位實是一個難題，尤其是在軸未正交或有效載荷較為敏感或不穩定的情況下。

通常，式光柵無需單獨的編碼系統進行電機換向。由于無需移動便可定位置，因此同一光柵可用于運動反饋和電機換向。

后，雷尼紹的式光柵有效解決了速度/分辨率的權衡問題，而這一問題往往會限制增量軸的性能。可按需提供位置，由此避免出現傳輸快速移動軸上高分辨率增量信號需要較帶寬的問題。例如，即使當軸移動速度高達100 m/s時，RESOLUTE式光柵也可提供分辨率為1 nm的反饋。如果是增量式光柵，要達到此分辨率，則需要100 GHz的帶寬。配有RGS20直線鍍金柵尺的雷尼紹RGH24系列增量式光柵，自多年前推出以來獲得了市場的一致認可;它已成為位置反饋域的產品，至今仍備受客戶青睞。

隨著制造商不斷改進工業制造流程，并通過提高生產速度、精度以及可靠性來提升效率和產量，位置反饋傳感器從中發揮的作用也變得愈加重要，這要求傳感器供應商必須跟上發展步伐。

全新RGH24高速版本

雷尼紹現已推出全新型號的RGH24光柵讀數頭，以支持先進制造行業使用的新設備。這些性能增強版光柵讀數頭的結構及外形與原版RGH24*相同，因此可直接取代后者安裝于客戶的產品系統中。新型光柵讀數頭內部的電子元件已得到改進，可提供更多的時鐘選項，從而實現更高的工作速度。這些改進包括更快的插值處理器，以及可支持更高數據傳輸速率的電路升。

性能方面的提升包括在更高分辨率下實現更快的工作速度，例如分辨率為0.1 µm時可實現3m/s的工作速度;周期誤差更低;可提供0.1µm或0.2µm兩個高分辨率選項。其他方面的特性，諸如“基體固定式”RGS鍍金柵尺和數字RS422輸出格式，則與標準RGH24產品相同。

升版RGH24光柵系統具有與原版RGH24系列光柵相同的優點，同時具備更高的工作速度、分辨率和精度。

RGH24簡介

配有RGS20直線鍍金柵尺的RGH24系列增量式光柵

RGH24光柵擁有帶內置細分電路的緊湊型讀數頭，可提供滿足工業標準的數字和模擬輸出。其非接觸式設計能夠實現高速、可靠的操作，摩擦和磨損均為零。

眾多實踐案例證明，對于那些對多數其他開放式光柵而言具有挑戰性的應用場合，RGH24系列光柵均可輕松應對。許多先的線性運動系統原始設備制造商已在其產品中安裝了該光柵，涉及的工業域包括計量、機床、電子、半導體及平板顯示器制造。

緊湊型RGH24讀數頭還配有LED安裝指示燈，抗污能力優異的*光學濾波系統，以及低至10 nm的內置細分電路。此款光柵具有可靠的性能，能夠為客戶帶來較高的價值，是雷尼紹*的光柵系統之一(1)光柵尺傳感器與數顯表插頭座插拔時應關閉電源后進行。

(2)盡可能外加保護罩，并及時清理濺落在尺上的切屑和油液，嚴格防止任何異物進入光柵尺傳感器殼體內部。切屑、油液的進入，易導致光柵尺讀數不準，甚至不讀數。

(3)定期檢查各安裝聯接螺釘是否松動。

(4)為延長防塵密封條的壽命，可在密封條上均勻涂上一薄層硅油，注意勿濺落在玻璃光柵刻劃面上。

(5) 為保證光柵尺傳感器使用的可靠性，可每隔一定時間用乙醇混合液(各50%)清洗擦拭光柵尺面及指示光柵面，保持玻璃光柵尺面清潔。

(6) 光柵尺傳感器嚴禁劇烈震動及摔打，以免破壞光柵尺，如光柵尺斷裂，光柵尺傳感器即報廢了。

(7) 不要自行拆開光柵尺傳感器，更不能任意改動主柵尺與副柵尺的相對間距，否則一方面可能破壞光柵尺傳感器的精度;另一方面還可能造成主柵尺與副柵尺的相對摩擦，損壞鉻層也就損壞了柵線，以而造成光柵尺報廢。

(8) 應注意防止油污及水污染光柵尺面，以免破壞光柵尺線條紋分布，引起測量誤差。

(9) 光柵尺傳感器應盡量避免在有嚴重腐蝕作用的環境中工作，以免腐蝕光柵鉻層及光柵尺表面，破壞光柵尺質量。很多校準實驗室仍然使用飽和標準電池作為電壓標準。但是，現在獲得飽和標準電池變得困難了，所以許多新的實驗室可能都使用固態電壓參考標準作為本地電壓標準。在現有的實驗室中，固態電壓參考標準也可能會取代飽和標準電池。

飽和標準電池的特性

飽和標準電池示于圖7—16。

飽和標準電池有時又稱為惠斯登(Weston)電池。很多年以來，人們一直把它當作可以接受的實物(artifact)電壓標準。飽和標準電池又稱為“常規(rmal)”電池，以區別于不飽和標準電池。精心生產、細心使用的電池呈現出很好的電壓一致性和很長的使用期限。在20℃時，飽和標準電池的標稱輸出電壓為 3 V，各個電池的輸出電壓和標稱值可能有幾十微伏的差別。