投入式液位计的变送器运算放大器输入失调电压过大(如超过 5mV)会使信号放大出现固定误差,例如微弱压力信号经放大后,输出偏差 ±0.3mA,对应液位误差 ±1.5% FS。失调电压还会随温度变化(温漂>10μV/℃),在 - 20℃~60℃温区,误差波动可达 ±0.5% FS,无法通过单点校准消除,影响测量重复性。失调电压过大多因运放选型不当或老化引起,普通运放此问题更为突出。
补偿失调电压需选用低失调电压运放(如 OPA277,失调电压≤10μV),其失调电压是普通运放的 1/50,从硬件上减少误差。若已使用普通运放,可在运放输入端加失调电压补偿电路:通过电位器(10kΩ)在输入端引入微小补偿电压,调整电位器使运放在无输入信号时输出为零。补偿时需将运放置于闭环放大状态,输入短路,测量输出电压,调整电位器使输出电压≤±1mV,对应失调电压补偿至≤±10μV。对于温度漂移引起的失调电压变化,可采用温度补偿型电位器,或在电路中加入 NTC 热敏电阻,实时调整补偿电压,确保全温区失调电压影响≤±0.05% FS,提升测量精度。