测试系统静态特性校准实验报告-北航

信号与测试技术实验报告班级：学号：姓名：

实验一测试系统静态特性校准一.实验目的1.1掌握压力传感器的原理1.2掌握压力测量系统的组成1.3掌握压力传感器静态校准实验和静态校准数据处理的一般方法二.实验设备本实验系统由活塞式压力计，硅压阻式压力传感器，信号调理电路，5位半数字电压表，直流稳压电源和采样电阻组成。图1-1实验系统方框图如下：实验设备型号及精度设备名称设备型号精度量程数量活塞式压力计YS-60.05%0~0.6Mpa1压力传感器MPM1800.2%0~0.7Mpa1信号调理电路0.2%0~157.156mV1精密电阻RJ2501/4W0.01%,5PPm1数字电压表1905A1直流稳压电源0.02%+24V1三.实验原理在实验中，活塞式压力计作为基准器，为压力传感器提供标准压力0~0.6%Mpa信号调理器为压力传感器提供恒电源，将压力传感器输出的电压信号放大并转换为电流信号。信号处理器输出为二线制,4~20mA信号电源在250W采样电阻上转换为1~5V电压信号，由5位半数字电压表读出。四.实验操作4.1操作步骤（1）用调整螺钉和水平仪将活塞压力计调至水平。（2）核对砝码重量及个数，注意轻拿轻放。（3）将活塞压力计的油杯针阀打开，逆时针转动手轮向手摇泵内抽油，抽满后，将油杯针阀关闭。严禁未开油杯针阀时，用手轮抽油，以防破坏传感器。（4）加载砝码至满量程，转动手轮使测量杆标记对齐，再卸压。反复1-2次，以消除压力传感器内部的迟滞。（5）卸压后，重复（3）并在油杯关闭前记录传感器的零点输出电压，记为正行程零点。（6）按0.05Mpa的间隔，逐级给传感器加载至满量程，每加载一次，转动手轮使测量杆上的标记对齐，在电压表上读出每次加载的电压值。（7）加压至满量程后，用手指轻轻按一下砝码中心点，施加一小扰动，稍后记录该电压值，记为反行程的满量程值。此后逐级卸载，并在电压表读出相应的电压值。（8）卸载完毕，将油杯针阀打开，记录反行程零点，一次循环测量结束。（9）稍停1~2分钟，开始第二次循环，从（5）开始操作，共进行5次循环。4.2注意事项保持砝码干燥，轻拿轻放，防止摔碰。轻旋手轮和针阀，防止用力过猛。正、反行程中，要求保证压力的单调性，如遇压力不足或压力超值，应重新进行循环。当活塞压力计测量系统的活塞升起是，请注意杆的标记线与两侧固定支架上的标记对齐,同时，用手轻轻旋动托盘，以保持约30转/分的旋转速度，用此消除静摩擦，此后方可进行读数。严禁未开油杯针阀时，用手轮抽油，以防破坏传感器；或在电压表输出值不变的情况下，严禁连续转动手轮数圈。五.数据处理1、实验数据压力：p(Mpa)压力变送器的输出电压（V）第一循环第二循环第三循环第四循环第五循环正行程01.0281.0291.0291.0281.0290.051.3371.3401.3421.3441.3430.101.6391.6531.6501.6551.6480.151.9541.9621.9551.9601.9550.202.2662.2592.2652.2582.2650.252.5772.5762.5782.5772.5800.302.8882.8682.8822.8692.8830.353.1813.1953.1923.1923.1910.403.4963.5013.4923.5003.4900.453.8203.8153.8003.8183.8080.504.1324.1264.1154.1254.118反行程01.0281.0291.0291.0281.0290.051.3401.3381.3411.3391.3420.101.6521.6501.6511.6511.6480.151.9541.9571.9531.9551.9540.202.2652.2632.2652.2662.2660.252.5782.5622.5772.5602.5800.302.8882.8772.8822.8792.8850.353.1923.1903.1923.1913.1890.403.4823.4953.4933.4953.4890.453.8173.8113.8003.8083.8100.504.1204.1214.1144.1204.1152、拟合曲线压力/Mpa正行程平均值/V反行程平均值/V/V01.02861.02861.02860.051.34121.341.34060.11.6491.65041.64970.151.95721.95461.95590.22.26262.2652.26380.252.57762.57142.57450.32.8782.88222.88010.353.19023.19083.19050.43.49583.49083.49330.453.81223.80923.81070.54.12324.1184.12061）所有输出平均校准曲线与拟合一阶线性直线如下2）最小二乘校准曲线：得a=1.0299954545454，b=6.1739453、非线性度：压力/Mpa（预测）（残差）01.0299954550.0013954550.051.3386927050.0019072950.11.6473899550.0023100450.151.9560872050.0001872050.22.2647844550.0009844550.252.5734817050.0010182950.32.8821789550.0020789550.353.1908762050.0003762050.43.4995734550.0062734550.453.8082707050.0024292950.54.1169679550.003632045，|(yL)max|=；ξL=|(yL4、迟滞误差：压力/Mpa正行程平均值反行程平均值01.02861.028600.051.34121.340.00120.11.6491.65040.00140.151.95721.95460.00260.22.26262.2650.00240.252.57762.57140.00620.32.8782.88220.00420.353.19023.19080.00060.43.49583.49080.0050.453.81223.80920.0030.54.12324.1180.0052(yHξH=(yH5、非线性迟滞0.00140.00140.002510.0013070.001610.003010.001110.001490.00220.0002160.004120.002080.00422.1E-050.00077.6E-050.00380.008770.003930.0009290.006230.001032，(ΔyLHξLH=(Δy6、重复性(即精密度)：ξ使用贝塞尔公式Sui2=Sdi2=第i个测点的子样标准偏差为SSi=整个测试过程的便准偏差为S=100.0005480.0005480.0007750.50.0027750.0015810.0031940.10.0062050.0015170.0063870.150.0035640.0015170.0038730.20.0037820.0012250.0039750.250.0015170.0095810.0097010.30.0089720.0044380.010010.350.0053570.0013040.0055140.40.0048170.0054950.0073080.450.0081980.00614