对于常规的4~20mA的仪器来说，多点测试，即输入进行激励并测量其输出就足以确定变送器总准确度的特性。通常的校准调节只涉及零点值和满度点值的设置，因为在其输入和输出之间只有一个有效的调节操作，见图1所示。
图1：对于常规的4~20mA的仪器来说，对输入进行激励并测量其输出就足以确定变送器总准确度的特性。
这种步骤通常称为零点校准和满量程校准。如果仪器的输入、输出量程之间的关系不是线性的，那么您必须知道这两者之间的传递函数，才能对每一个输入值计算出希望的输入值。如果不知道期望的输入值，您就不能计算其性能的误差。
校准一台HART仪器
对于一台HART仪器来说，在输入和输出之间的多点测试不能对变送器的工作情况作出准确的表示。在输入量和产生的4~20mA输出信号之间，除了纯机械的和电学的通路之外，HART变送器还具有微处理器对输入的数据进行运算操作。如图2所示，这其中通常涉及3个计算部分，每一个部分都可以单独进行测试和调节。
图2：对于一台HART仪器来说，在输入量和产生的4~20mA输出信号之间，除了纯机械的和电学
就在第一个方框之前，仪器的微处理器对受到我们感兴趣的过程变量影响的某些电学性能进行测量。测量的值可能是毫伏电压、电容、阻抗、电感、频率等。但是，在微处理器可以使用这些量之前，必须由模拟-数字变换器把它们变成数字值。
在第一个方框中，微处理器必须依靠某种形式的方程式或者数据表，来把电学测量的原始数字值和我们感兴趣的实际性质（PV-主变量），如温度、压力或流量等联系起来。这种数据表的基本形式通常是由制造厂家建立的，但是大多数HART仪器都备有若干命令，可以对其进行现场调节。这一工作通常称为传感器调节（sensor trim）。第一个方框的输出就是过程变量的数字表示。当您使用通讯装置（communicator）读取过程变量时，您所看到的数值就是这些量。
第二个方框是一种严格的数字变换，它把过程变量变成等效的毫安表示。使用仪器的量程值（与零点值和满量程值有关）和传递函数一起来计算这个值。虽然线性传递函数是最常见的，但是压力变送器常常具有平方根选项。其他特殊的仪器还可能具有常见的数字变换或者用户定义的断点表（break point table）。第二个方框的输出是我们希望的仪器输出的数字表示。当您使用通讯装置读取回路电流时，您所看到的数值就是这些量。很多HART仪器都支持一条命令，可以使仪器进入一种固定的输出测试模式。这一操作用一个特定的输出值取代了第二方框的正常输出值。
第三个方框是输出部分，它把计算出的输出值变换为可以装入数-模变换器的数字值。这就产生了实际的模拟电信号。同样，微处理器也必须依赖某些内部的校准因子来使该输出值正确。调节这些因子常常称为电流回路调节（current loop trim）或4~20mA调节。
HART校准要求
基于上述的分析，您可以看到为什么正确的HART仪器校准步骤和常规仪器的校准步骤相比有重大的区别。其特定的校准要求取决于具体的应用情况。如果在应用项目中使用过程变量的数字表示来进行监视和控制，那么就必须对传感器输入部分单独进行测试和调节。注意此读数和毫安输出是完全独立的，并且和零点设置及满量程设置没有关系。当通过HART通讯来读取PV时，其数值即使处在设定的输出范围之外，也仍然是准确的。例如，一台量程2（range 2）的罗斯蒙特（Rosemount）3051C的传感器极限范围为-250~+250英寸水柱。如果您将量程设置为0到100英寸水柱，然后加以150英寸水柱的压力，则其模拟输出就会在刚刚大于20mA时饱和。然而，一台通讯装置却仍然能够读取正确的压力值。
如果不使用电流环输出（current loop output）（即把变送器只当作一个数字设备），那么输入部分的校准就是全部的校准要求。如果应用项目中使用毫安输出，那么必须对输出部分单独进行测试和校准。注意此项校准和输入部分是完全独立的，并且也和零点设置及满量程设置没有关系的。
阻尼对测试性能的影响
很多HART仪器支持一个称为阻尼（damping）的参量。如果此参量不设置为零，那么它将对测试和调节起相反的影响。阻尼在仪器的输入发生变化和在仪器输入读数的数字值及相应的仪器输出值中探测到这种变化之间引入延迟。这种由阻尼引入的延迟可能超过其测试和校准中使用的建立时间。建立时间是进行测试和校准时在设置输入和读取得到的结果之间等待的时间量。建议在进行测试或调节时，将仪器的阻尼值调为零。进行校准以后，再确认将该阻尼常数调回到所需要的数值。
不能进行正确校准的操作
▲ 数字量程的变
人们常常有一种错误的概念，即使用通讯装置改变HART仪器的量程，就会对仪器进行校准。应当记住，真正的校准需要使用一台参考标准（其形式通常是一台或多台的校准设备）来提供输入信号，并测量得到的输出值。这样，由于改变量程并不参照任何外部的校准标准，所以它实际上只是设置结构的变化，而不是校准。注意，在图2中，改变量程只影响第二个方框，对通讯装置读取的数字过程变量没有影响。
▲ 零点和满量程调节
只使用零点和满量程调节来校准HART变送器（这是常规变送器的标准作法）常常会扰乱其内部的数字读数。如果您从来没有使用通讯装置来读取量程或数字过程的数字的话，您可能不会注意到这一点。如图2所示，这里要考虑的输出不只有一个。和模拟电流环（analog current loop）一样，由通讯装置读取的数字PV和毫安数值也是输出。
考虑使用外部的零点和满量程按钮来调节HART仪器时会发生什么情况。设想一仪表技术人员安装和测试一台差动压力变送器的情况。该变送器在工厂中原来设置为0~100英寸水柱压力的量程。测试该变送器时发现，现在变送器具有1英寸水柱的零点偏差。这样，在两个口都打开（ve
然而，如果他现在用通讯装置来检查变送器，他将发现变送器的量程为1到101英寸水柱，并且这时的PV为1英寸水柱而不是0。零点和量程按钮改变（第二个方框）的量程。这是在此条件下仪器所能采取的唯一措施，因为仪器不知道参考输入的实际数值。只有使用能够传达参考值的数字命令，仪器才能进行正确的内部调节。
校正零点偏差状态的正确方法是使用零点调节（zero trim）。这种方法将调节仪器的输入方框，使得数字PV和校准标准一致。如果您打算要使用数字过程值来进行趋势监测，统计计算或者维护跟踪，那么，您应当把外部零点和满量程按钮关掉，完全避免使用这些按钮。
▲ 环路电流调节
我们看到的仪器技术人员中间出现的另一个实际操作问题是，他们常常使用一个手持式装置来调节电流环（current loop），使得仪器准确的输入和环路中的某些显示设备一致。如果您使用的是一台罗斯蒙特268型通讯装置，则这时使用的功能为“用其他标尺进行电流环路调节（current loop trim using other scale）”。同样参考前面介绍的按零点按钮调节零点偏差的例子。假定在环路中还有一个数字指示器，在4mA时显示0.0，而在20mA时显示100.0。在测试时，当两个口都打开的情况下，读数为1.0，若加入100英寸水柱的压力，其读数为101.0。技术人员使用该通讯装置来进行电流环路调节，使得显示读数在0和100两点正确，这样就把两点的输出分别校正到4mA和20mA。
虽然看起来这也是成功的，但是这种步骤存在一个基本的问题。首先，通讯装置将显示出，在这两个测试点的PV读数仍然为1和101英寸水柱；虽然其实际电流输出为4mA和20mA，而其毫安输出的数字读数仍然为4.16mA和20.16mA。输入部分的校准问题由于在输出部分引入的补偿误差而被隐藏了起来，因此这两个数字读数都与校准标准不一致。
▲ 测量结果的文件编制
您的校准工作中的校准周期、校准步骤生成、文件编制等工作都可以通过使用若干仪器管理软件包变得很方便。
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