压力传感器标定与校准

1、压力传感器检定：1. 静态检定2. 动态检定我们把压力传感器的特性分成两类静态特性和动态特性。压力传感器静态特性的 主要指标是灵敏度、线性度、迟滞、重复性、精度、温度漂移和零点漂移等等。一般 我们校准压力传感器都是校准其静态特性，这是因为我们将压力传感器理想化，认为 其固有频率相当大而且本身无阻尼，这时压力传感器的静态特性和动态特性是一样的。 然而在被测压力随时间变化的情况下，压力传感器的输出能否追随输入压力的快速变 化是一个很重要的问题。有的压力传感器尽管其静态特性非常好，但由于不能很好地 追随输入压力的快速变化而导致严重的误差，有时甚至出现高达百分之百的动态误差。 所以我们必须要进行压力传

2、感器动态特性的校准，认真分析其动态响应特性。压力传 感器动态特性可以用它的上升时间、固有频率、幅频特性、相频特性等参数来描述。迟滞eH：正行程与反行程之间的曲线的不重合度；精选资料，欢迎下载线性度eL （非线性误差）：输入输出校准曲线（实际）与选定的拟合直线之间的 吻合程度；xlOO%重复性eR：正行程或反行程曲线多次测量时曲线的一致程度;置信系数 a=2（ 95.4%）或 a=3（ 99.73%）1贝塞尔公式y勺 _+ axlOO%1 -X线性度、迟滞反映系统误差；重复性反映偶然误差误差（三者反应系统总误差） es： es=或根据检定规程一压力传感器静态 线有二种最小二乘直线和端点平移线。动

3、态检定：1. 瞬态激励法（阶跃信号激励）2. 正弦激励法（正弦信号激励）,在校准精密线性压力传感器时给出的校准曲动态检定指标、参数：频率响应、谐振频率、自振频率、阻尼比、上升时间、建立时 间、过冲量、灵敏度。正弦激励法：正弦压力信号输入法是一种间接的检定方法，即被检定的压力传感器和 一个“参考”压力传感器相比较，而“参考”压力传感器具有理想的动态性能。正弦 压力激励法在高频、高压时，正弦信号往往严重畸变。因此一般只能用于小压力或低 频范围的检定。掾澀医力1荷号11正菠压力L-i 畫廉采第L 一计算机J1压力侑号图1正弦压力标定与校准原理正弦激励法可以采用数字压力表和相位计可以分别测量正弦信号的

4、幅值和相位，测得 标准压力传感器测量得到的正弦压力幅值A （等于标准压力传感器响应电压幅值与标准压力传感器幅值灵敏度的乘积）和相位?1，以及被检定压力传感器响应正弦信号的幅值B和相位？2，幅值灵敏度=-，相移=?2 - ?1。瞬态激励法：一般采用瞬变函数激励信号，这时就要用激波管来产生激波；瞬态压力信号输入法利用阶跃波和其它非周期的脉冲信号作输入，目前运用得比较成功的是阶跃 波输入法。根据被标定的压力传感器的阶跃响应，再用解析的方法计算其动态特性， 此方法不需要动态性能己知的参考压力传感器，所以它是一种直接的标定方法。激波管动态压力标准采用阶跃压力对压力传感器进行检定，他可以产生上升时间为纳

5、秒级别的阶跃压力。图2激波管动态压力传感器检定原理频率响应：由正弦压力激励下的稳态响应特性，由幅频特性与相频特性组成；幅频特 性指正弦压力激励下，输出量与被测量振幅之比与频率的关系；相频特性指输出量与 被测量相差随频率变化的关系。谐振频率：压力传感器具有最大幅值响应时的激励信号的频率。自振频率（振铃频率） ：（阶跃信号激励）当被测量为阶跃变化时，在传感器输出 中瞬时出现的自由振堂频率。Wd -。过冲量3：（阶跃信号激励）对传感器施加节约压力信号激励后，其响应中超出终值 部分的最大值与阶跃响应幅度之比3图3阻尼比：实际阻尼系数与临界阻尼系数之比为阻尼比。上升时间tr :压力传感器被阶跃压力激励时

6、，其响应值从阶跃响应幅度的10%渡到90%所需的时间（如图1）。建立时间ts：压力传感器被阶跃压力激励时，其响应从阶跃响应幅度的10%寸刻起至与终值只差进入阶跃响应幅度的土 5%范围内时刻止所需的时间（如图 1）。图4灵敏度Ks：压力传感器响应变化量与激励变化量之比。Ks=； 为阶跃压力值1.愉入阶JR压力i0t传厂、IIft/AJ01延时时间ts：输入阶跃压力作用到传感器到传感器有信号输出时的时间差A输入阶欣压力讣JI性能耀值灵敘度允许溟垄相建允许值静患檢确虞尊级标盛级压力怪感器6%5*1普通级压力传馬器 152.5注;1唯定曹值更嶽虞尤许鴻畫靭相骂允许値时处少臨择以V姒卓点之一：HHj,

7、16th , SIH匕 L60Hi, HH!.检定谡托的頻卑麻在就良证韦申瓯谨明.，2对酵悉朝馳充明应裁压力传感哥.浄恋崔礴離霑城平柞娶就3.榆俭崔歸左掉買就号t右的迂强涼幅值“表2为正弦压力标准的性能指标:什性綠狷快克4UE需车定K(1=2)柑样用1凰革殊疋虞(*-2)n一等1E克圧力标庖0/200V200/ IQQQF:奪iL#圧力蚪宜0/2003*2&200 I OOOmmi(r注；t -苓止味底力标唯吟黑样力诸序布*二年止焦压力碑电附于怖宣逮恫也力出恳2.表3为激波管动态压力标准環目措标阶跃压力上升时側匚4x七甲倉圧力靈帼不平度ttT 12%i阶砥压力輛值卒晞宦度4 (i =2)za&

8、力杯？1輕1记環送检单齿疑宦证甘编号：治畤霍黑蠢：_标堆右蚊期：鮭丘日期：传釀牡厩号：环境掘度；咄对部度：碑址帝圈检定乩-._塊輕曲：mM-T親疋依桶：制造单佗：备 注： 截率/Hxt B.压力箱值Bi力传摄器杯淮压力 村位压力怜感Iff相位AS亀值艮敏电i J1( 11 T2鐵注动恵医力标准检定记景遴检单愎： 制造单住；检丘还书塢号：标雇有效期：检览日期：环境遍度:相时用商：检罷员：檢验出检宦依捋；压力铃揚If 怕号及數掘丈气压力厚度A射巔辿阶版氐力反射倉淮阶跃压力速度s 1-度:札上升时闾按铃(vd/rajd s 1建立 时闾过冲L 1二二参考文献：1. 林俊阳压力传感器的动态特性测试方法研究厦门大学2. 张大有激波管在