压力传感器静态特性校准
压力传感器静态标定实验
压力传感器的静态标定实验一、实验目的要求1、了解压力传感器静态标定的原理；2、掌握压力传感器静态标定的方法；3、确定压力传感器静态特性的参数;二、实验基本原理标定与校准的概念新研制或生产的传感器需要对其技术性能进行全面的检定,以确定其基本的静、动态特性,包括灵敏度、重复性、非线性、迟滞、精度及固有频率等;例如,对于一个压电式压力传感器,在受力后将输出电荷信号,即压力信号经传感器转换为电荷信号;但是,究竟多大压力能使传感器产生多少电荷呢换句话说,我们测出了一定大小的电荷信号,但它所表示的加在传感器上的压力是多大呢这个问题只靠传感器本身是无法确定的,必须依靠专用的标准设备来确定传感器的输入――输出转换关系,这个过程就称为标定;简单地说,利用标准器具对传感器进行标度的过程称为标定;具体到压电式压力传感器来说,我们用专用的标定设备,如活塞式压力计,产生一个大小已知的标准力,作用在传感器上,传感器将输出一个相应的电荷信号,这时,再用精度已知的标准检测设备测量这个电荷信号,得到电荷信号的大小,由此得到一组输入――输出关系,这样的一系列过程就是对压电式压力传感器的标定过程,如图1所示;图1 压电式压力传感器输入――输出关系校准在某种程度上说也是一种标定,它是指传感器在经过一段时间储存或使用后,需要对其进行复测,以检测传感器的基本性能是否发生变化,判断它是否可以继续使用;因此,校准是指传感器在使用中或存储后进行的性能复测;在校准过程中,传感器的某些指标发生了变化,应对其进行修正;标定与校准在本质上是相同的,校准实际上就是再次的标定,因此,下面都以标定为例作介绍;标定的基本方法标定的基本方法是,利用标准设备产生已知的非电量如标准力、位移、压力等,作为输入量输入到待标定的传感器,然后将得到的传感器的输出量与输入的标准量作比较,从而得到一系列的标定数据或曲线;例如,上述的压电式压力传感器,利用标准设备产生已知大小的标准压力,输入传感器后,得到相应的输出信号,这样就可以得到其标定曲线,根据标定曲线确定拟合直线,可作为测量的依据,如图2所示;有时,输入的标准量是由标准传感器检测而得到的,这时的标定实质上是待标定传感器与标准传感器之间的比较,如图2所示;输入量发生器产生的输入信号同时作用在标准传感器和待标定传感器上,根据标准传感器的输出信号可确定输入信号的大小,再测出待标定传感器的输出信号,就可得到其标定曲线;图2 压电式压力传感器的标定曲线与拟合直线图3 用标准传感器进行标定的方法三、实验设备活塞式压力计、标准压力表被标定的压力传感器、数字万用表、标准砝码、工作液体蓖麻油;四、实验方法和要求1．根据要调试的压力仪表量程及准确度等级选择相适应的压力计和压力计所使用传压介质的油液;2．将压力计放到便于操作和坚固无震的平台上,调整压力计水平调节螺丝,使水平泡的气泡位于中心位置此时压力计处于水平状态;压力计的工作环境温度为20±10℃,相对湿度80%以下,周围空气不得含有腐蚀性气体;3．初使用时,首先用汽油清洗压力计各部分,然后在手摇压力泵和测量系统的内腔注满传压介质,并将内腔的空气排除;传压介质的油液必须经过过滤,不许混有杂质和污物;4．旋转手摇泵的手轮,检查油路是否通畅,若无问题,将要调试检测的压力仪表的压力传感器安装到压力计的测试接口上;5．通过压力泵手轮将内腔的空气排放干净,避免内腔的气泡对压力测量带来的影响;同时检查测量管道是否漏油,如有,必须解决此问题后才能进行下一步操作;6．打开油杯阀门,左旋手轮,使手摇压力泵的油缸充满油液,关闭油杯阀门;7．配合DC24V稳压电源、高精度万用表既可进行压力仪表的调试及检测工作;打开针形阀,右旋手轮,产生初压,使承重底盘升起,直到定位指示筒的墨线刻度相齐为止;每个测试点检测时,必须承重底盘升到定位指示筒的墨线刻度相齐位置;操作时,必须使底盘按顺时针方向旋转,角速度保持在30-120转/分之间,借以克服磨擦阻力的影响;记录每点检测结果;零点压力的测量必须打开油杯阀门使测量管道内的压力与环境大气压相等;8．检测时根据压力仪表的压力量程范围分为5-10个测试点进行上行程及下行程检测,将检测结果填入相关的检定记录报表内,做好检定记录报表;9．测试完成后做好压力室的卫生工作,保证压力室干净整洁;10．定期做好压力计的维护保养等工作;五、实验内容1、根据实验设备设计实验电路连线图,装配、检查各种仪器、传感器及压力表;2、检查实验电路及油路;3、加载、卸载,注意数据变化,并记录;压力表加载、卸载实验记录压力传感器加载、卸载实验记录4、分析、计算、处理实验数据,作出压力传感器的静态特性图,非线性、迟滞、重复性;5、用方和根法计算系统误差;五、实验注意事项1、每次加砝码时注意一定要放稳；2、在正行程测量时,当压力由1MP增加到2MP需要更换大砝码时,一定要将工作液体的压力值降低到1MP以下后才能进行更换操作；同样在反行程测量时,压力由2MP降低到1MP需要更换小砝码时,也一定要将工作液体的压力降低到1MP以下后才能进行更换操作;3、实验数据应记录清楚、准确；4、加减压操作时,注意正反行程的含义,不能反复进行调节;。
第三章 传感器的静态特性和动态特性讲解
例1：一阶传感器的频率响应，系统输入量(压力) F 为F(t)= b0 x(t )，输出 量为位移y( t )，不考虑运动。
解：①列出微分方程
a1
dy dt
a0
y
b0
x
②作拉普-拉斯变换
Y (S )(a1S a0 ) b0 X (S )
③令H(S )中的S =jω,即σ= 0
H ( j ) Y (S ) b0 X (S ) ja1 a0
ΔLj=(b+kxj)-yj
均方差函数为： 取其极小值，有：
4）总精度 系统的总精度由其量程范围内的基本误差与满度值Y(FS)之
比的百分数表示。基本误差由系统误差与随机误差两部分组成， 迟滞与线性度所表示的误差为系统误差，重复性所表示的误差 为随机误差。
总精度一般可用方和根来表示，有时也可用代数和表示。
统示值范围上、下限之差的模。当输入量在量程范围以内 时，系统正常工作并保证预定的性能。
对于4-20mA标准信号，零位值 yo＝so＝4mA，上限值 yfs＝20mA，量 程 y(FS)＝16mA。
3）灵敏度 S 输出增量与输入增量的比值。即
① 纯线性传感器灵敏度为常数：S=a1。
② 非线性传感器灵敏度S与x有关。
4）分辨率
在规定的测量范围内，传感器所能检测出输入量 的最小变化值。有时用相对与输入的满量程的相对 值表示。即
2、静态特性的性能指标
1） 迟滞现象（回差EH ）
回差EH 反映了传感器的输 入量在正向行程和反向行程全 量程多次测试时，所得到的特 性曲线的不重合程度。
2） 重复性 Ex （不重复性） 重复性 Ex 反映了传感器在输入量按同一方向（增或减）全
压力传感器静态特性与动态特性的对比有什么不同
传感器有很多特性，所谓特性也就是传感器所独有的性质，压力传感器作为传感器中最普遍的一种传感器也有很多特性，压力传感器的特性一般可分为静态特性和动态特性。
压力传感器的静态特性是指对静态的输入信号，压力传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。
因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即压力传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。
表征压力传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等。
所谓动态特性，是指压力传感器在输入变化时，它的输出的特性。
在实际工作中，压力传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。
这是因为压力传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。
最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以压力传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。
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压力检测仪表的校准方法
压力检测仪表的校准方法压力检测仪表的校准方法压力检测仪表在出厂前均需经过校准，使之符合精度等级要求；使用中的仪表会因弹性元件疲劳、传动机构磨损及腐蚀、电子元器件的老化等造成误差，所以必须定期进行校准，以保证测量结果有足够的准确度；另外，新的仪表在安装使用前，为防止运输过程中由于振动或碰撞所造成的误差，也应对新仪表进行校准，以保证仪表示值的可靠性。
（1）静态校准压力检测仪表的静态校准是在静态标准条件下（温度20±50℃，湿度≤80％，大气压力为（1.01×105±1.06×104）Pa （760±80mmHg），且无振动冲击的环境），采用一定标准等级的校准设备，对仪表重复（不少于3次）进行全量程逐级加载和卸载测试，获得各次校准数据，以确定仪表的静态基本性能指标和精度的过程。
①校准方法校准方法通常有两种：一种是将被校表与标准表的示值在相同条件下进行比较；另一种是将被校表的示值与标准压力比较。
无论是压力表还是压力传感器、变送器，均可采用上述两种方法。
一般在被校表的测量范围内，均匀地选择至少5个以上的校验点，其中应包括起始点和终点。
标准仪表的选择原则是：标准表的允许绝对误差应小于被校表的允许绝对误差的1／3～1／5，这样可忽略标准表的误差，将其示值作为真实压力。
采用此种校验方法比较方便，所以实际校验中应用较多。
将被校表示值与标准压力比较的方法主要用于校验0.2级以上的精密压力表，亦可用于校验各种工业用压力表。
②压力校准仪器常用的压力校准仪器有液柱式压力计、活塞式压力计或配有高精度标准表的压力校验泵。
图1为活塞式压力校准系统的结构原理。
由图中可见，测量活塞以及砝码的重力与螺旋压力发生器共同作用于密闭系统内的工作液体（一般采用洁净的变压器油或蓖麻油等），当系统内工作液体的压力与此重力相平衡时，测量活塞l将被顶起而稳定在活塞筒3内的任一平衡位置上。
这时有压力平衡关系（1）图1 活塞式压力校准系统的结构原理a、b、c-切断阀 d-进油阀；1-测量活塞；2-砝码；3-活塞筒；4-螺旋压力力p相比较，便可知道被校压力表的误发生器；5-工作液；6-压力表；7-手轮；8-丝杠；9-工作活塞；10-被校油杯；11-进油阀式中，p为系统内的工作液体压力；m与m0分别为活塞与砝码的质量；g为重力加速度；A为测量活塞的有效面积。
高压压电传感器静态与准静态校准方法研究
高压压电传感器静态与准静态校准方法研究狄长安;孟祥明;边鹏;孔德仁【摘要】Aiming at the differences between the static and quasi-static sensitivities of the high-pressure piezoelectric sensors in the chamber pressure measurement,the quantitative analysis was accomplished.The static and quasi-static calibrations to sensors (kistler 6215 )were made respectively by static pressure calibration device and hydraulic dynamics calibration device with drop hammer.The models about the two calibration methods were respectively established by least square methodfirstly.Then,the variance significance of two work models were analyzed by F test,and the confidence intervals of two regression lines were analyzed,and the change law of point sensitivity in two groups of calibration data were studied as well.The results show that the slopes of two regression lines are not the same at a confidence level of 0.05,and the quasi-static calibrations to sensors(6215)is more practical than static calibrations.%针对用于膛压测量的高压压电传感器静态与准静态工作曲线之间的差异展开了定量的分析，分别利用静态压力标定机及落锤液压动标装置对Kistler6215传感器进行了静态及准静态校准，采用最小二乘法分别建立了静态校准和准静态校准的工作模型；通过F检验法检验了2种工作模型方差的显著性，并对两条回归直线斜率的置信区间进行了分析，同时研究了2组标定数据的点灵敏度的变化情况。
传感器的标定
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11.4.2 激波管标定法
一、激波管标定装置工作原理：
激波管标定装置系统组成：
➢ 激波管：产生激波的核心部分
➢ 入射激波测速系统
➢ 标定测量系统：由被标定传感器4，5，电荷放大器10及记忆
示波器11等组成。被标定传感器既可以放在侧面位置上，也可以放 在底端面位置上。从被标定传感器来的信号通过电荷放大器加到记 忆示波器上记录下来，以备分析计算，或通过计算机进行数据处理， 直接求得幅频特性及动态灵敏度等。
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11.4.2 激波管标定法
三、误差分析
➢ 测速系统的误差 ➢ 激波速度在传播过程中的衰减误差 ➢ 破膜和激波在端部的反射引起振动造成的
误差
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第11章 本章要点
传感器的静态特性标定
➢ 静态标准条件
所谓静态标准是指没有加速度、振动、冲击（除非这些参数 本身就是被测物理量）及环境温度一般为室温（20±5℃）， 相对温度不大于85%，大气压力为7kPa的情况。
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11.1 传感器的静态特性标定
静态特性标定的方法
➢ 将传感器全量程（测量范围）分成若干等间距点；
➢ 根据传感器量程分点情况，由小到大逐渐一点一点的 输入标准量值，并记录下与各输入值相对的输出值；
➢ 将输入值由大到小一点一点的减少下来，同时记录下 与各输入值相对应的输出值；
➢ 按前两步所述过程，对传感器进行正、反行程往复循 环多次测试，将得到的输出--输入测试数据用表格列 出或画成曲线；
11.1 传感器的静态特性标定
静态标准条件
流体力学实验装置的压力传感器的选择和校准
流体力学实验装置的压力传感器的选择和校准在流体力学实验中，压力传感器是非常重要的装置，用于测量流体中的压力变化。
选择和校准合适的压力传感器对实验的准确性和稳定性起着至关重要的作用。
本文将探讨流体力学实验装置中压力传感器的选择和校准方法。
选择合适的压力传感器是保证实验数据准确性的关键。
首先，需要考虑传感器的测量范围是否覆盖实验中液体或气体的压力范围。
其次，传感器的灵敏度和精度也是选择的重要因素，需要根据实验要求进行相应的选择。
此外，传感器的材质和耐受性也需要考虑，以确保在特定实验环境下能够正常工作。
在选择合适的压力传感器后，必须进行校准以保证测量结果的准确性。
校准过程可以分为零点校准和满量程校准两个步骤。
零点校准是通过调节传感器输出来保证零点位置的准确性。
而满量程校准则是通过给定不同压力下的标准值进行比对，来确定传感器整个测量范围的准确性。
在校准过程中，需要注意以下几点。
首先，校准应在恒定温度和大气压环境下进行，以避免外部因素对校准结果的影响。
其次，校准仪器的选择也是至关重要的，应选择准确可靠的仪器进行校准。
最后，在校准过程中要仔细记录每一步的操作，并将校准结果进行标定，以便后续实验使用时能够准确读取数据。
总的来说，选择和校准流体力学实验装置中的压力传感器是确保实验数据准确性的重要环节。
合理选择合适的传感器，并通过严谨的校准过程，可以保证实验结果的可靠性，为流体力学领域的研究提供有力支持。
希望本文的内容能够对相关领域的研究者提供一定的参考和帮助。
压力传感器测试标准
压力传感器测试标准
压力传感器是一种用于测量压力的装置，广泛应用于工业控制、汽车制造、医疗设备等领域。
为了确保压力传感器的准确性和可靠性，需要进行严格的测试。
本文将介绍压力传感器测试的标准和方法，以确保产品质量和性能。
首先，压力传感器的静态性能测试是非常重要的。
这包括零点漂移、灵敏度、线性度等指标的测试。
零点漂移是指在零压力条件下传感器输出的变化，灵敏度是指单位压力变化引起的输出变化，而线性度则是指传感器输出与压力输入之间的线性关系。
这些指标的测试可以通过标准的测试设备和方法进行，如使用标准气压源和数字压力表进行比对测试。
其次，动态性能测试也是必不可少的。
压力传感器在实际使用中会受到各种动态压力的影响，因此需要测试其在动态压力下的响应速度、频率响应等指标。
这可以通过模拟不同频率和幅值的压力信号进行测试，以验证传感器的动态性能是否符合要求。
此外，环境适应性测试也是非常重要的。
压力传感器在不同的环境条件下可能会出现性能波动，因此需要进行温度、湿度、震动等环境适应性测试。
这可以通过将传感器放置在不同的环境条件下进行测试，以验证其在各种环境条件下的可靠性和稳定性。
最后，还需要进行耐久性测试。
压力传感器在长时间使用中可能会出现性能衰减或故障，因此需要进行长时间的稳定性测试，以验证其在长期使用中的可靠性和稳定性。
总之，压力传感器的测试标准包括静态性能测试、动态性能测试、环境适应性测试和耐久性测试。
通过严格按照这些标准进行测试，可以确保压力传感器的质量和性能达到要求，从而满足各种应用场景的需求。
压力传感器的效验和精度测量
摘要
新研制或生产的压力传感器需对其技术性能进行全面检定,以保证量值的准确传递。经过一段时间储仔、使用或修理后的压力传感器，也必须对其主要技术性能再次进行鉴定，以确保其性能指标达到要求.压力传感器的标定系统通常由标定发生器、标定测试系统，以及待标定压力传感器所配接的信号调节器和显示器、记录器等组成。
式中， 为压力； 为作用力； 为作用面积。
压力有以下几种不同的表示方法。
绝对压力，可以表示为压力的表面面积的对象绝对真空为标准上施加，它可以改叫的总压力或总压力，用 表示。
表压力，这是指绝对压力和大气压力一薄的，通常以 表示。压力计装置总体表示表压，也称为相对压力。当绝对压力小于大气压力，表压为负时，负压力可以用真空来表示。
传感器测量的规定不感到能够接受，按照一定的规则可以被转换成一个或多个设备可以用来输出信号。在科学，传感器的许多领域，也称为传感器，检测器，转换器等。这些不同的称呼运用在不同的科技领域中，该设备采用只是使用不同的技术行话只有相同类型的装置，所以术语传感器是最广泛使用的词语。
在一般情况下，该传感器敏感元件和转换元件。其中，所述传感器装置，该传感器可直接测量接收或部分响应；转换元件可以被表示为与感测元件的传感器通常是在第一反应时间被测量转换成确定当前需要传送或测量信号作为发送部;但传感器输出信号不正常的条件下很稳定，需要进行信号调节转换器电路放大调制操作，从而将信号调节电路可以用作传感器的配置的重要部件之一。与半导体器件和在所述传感器集成技术的使用的快速发展已被广泛使用，这些传感器的信号调节和转换电路敏感元件一起集成在相同的集成电路分量模板，安装在传感器装置中，传感器技术是一种知识密集型技术。传感器的广泛理解多种多样且每个人的理解各不相同，它与许多科学技术都是息息相关的，且种类繁多分类也多种多样，在通常情况下人们将传感器分为以下两种方法：一种方法是按照被测参数的不同而分类。
10-1 压力传感器的静态标定
压力计是利用活塞和加在活塞中的砝码重量所产生的压力与手摇压力
泵所产生的压力相平衡的原理进行标定工作，其精度可达 ±0.05 % 以上。
§10-1 压力传感器的静态标定 标定时，把传感器装在连接螺帽上，然后，按照活塞压力计的操作
上面的标定方法不适合压电式压力测量系统，因为活塞压力计的加 载过程时间太长，致使传感器产生的电荷有泄漏，严重影响其标定精度。 所以对压电式测压系统一般采用杠杆式压力标定机或弹簧测力计式压力标 定机。
§10-1 压力传感器的静态标定
图10-3是杠杆式压力标定机的示意图。标定时，按要求的压力间距，选 定待标的压力点数，按下式计算所需加的砝码重量 W
§10-1 压力传感器的静态标定
式中
P F S
P——所需标定的受力面积。
压力标定曲线的绘制，如同活塞式压力计中所述的相同，并可算出其 静态特性参数。
规程，转动压力泵的手轮，使托盘上升到规定的刻线位置；按所要求的压 力间隔，逐点增加砝码重量，使压力计产生所需的压力；同时用数字电压 表记下传感器在相应压力下的输出值。这样就可以得出被标定传感器或测 压系统的输出特性曲线（即输出与压力间的关系曲线）。根据这条曲线可 确定出所需要的各个静态特性指标。
在实际测试中，为了确定整个测压系统的输出特性，往往需要进行 现场标定。为了操作方便，可以不用砝码加载，而直接用标准压力表读取 所加的压力。测出整个测试系统在各压力下的输出电压值或示波器上的光 点位移量h，就可得到如图10-2所示的压力标定曲线。
§10-1 压力传感器的静态标定
目前，常用的静态标定装置有:活塞压力计、杠杆式和弹簧测力计式 压力标定机。
压力传感器静态特性测试实验报告参考模板
压力传感器静态特性测试实验报告重庆大学学生实验报告实验课程名称：医学仪器及设备实验学院及实验室：生物工程学院201实验室2011年 10 月 18 日:a. 可精确测量和控制输液速度;b. 可精确测定和控制输液量;c. 液流线性度好，不产生脉动;d. 能对气泡、空液、漏液、心律异常和输液管阻塞等异常情况进行报警，并自动切断输液通路;e. 实现智能控制输液。
2.仪器结构2.1智能型输液泵系统主要由以下几个部分组成：微机系统、泵装置、检测报警装置和输入及显示装置。
系统框图如下图所示。
图1.输液泵系统框图2.1.1 微电脑系统：是整个系统的“大脑”，对整个系统进行智能控制和管理，并对检测信号进行处理，一般采用单片机系统。
2.1.2 泵装置：是整个系统的“心脏”，是完成输液的动力源。
一般是在微电脑控制下的步进电机来提供动力的。
主要由泵片、步进电机和传动系统组成。
2.1.3 检测装置：主要是各种传感器，如红外滴数传感器(负责对液体流速和流量的检测)、压力传感器(负责堵塞及漏液的检测)和超声波传感器(负责对气泡的检测)等，它们可感应相应的信号，这些信号经过放大处理后，送入微机系统进行信号处理，并得出控制指令，然后进行相应的控制操作。
2.1.4 报警装置：传感器感应到的信号经微电脑处理后，得出报警控制信号，再由报警装置响应，引起人们的注意，同时进行正确的处理。
主要有光电报警(发光二极管)和声音报警(扬声器和蜂鸣器)等。
2.1.5 输入及显示装置：输入部分负责设定输液的各参数，如输液量和输液速度等。
显示部分负责显示各参数和当前的工作状态等，多采用LED数码管显示和LCE液晶显示。
2.2泵装置泵装置的种类很多，分类也多种多样，就驱动原理来说可分为电磁泵、气动泵和压电泵等;就结构来说有离心叶轮泵、齿轮泵和蠕动泵等。
医用输液泵需要精确控制液体的流量和流速，有些类型的泵很难做到这一点的，而且考虑到输液管要安装方便，药液不能污染泵装置等因素，因此用得最多的主要有以下几种:.1 2.2.1指状蠕动泵：目前广泛使用的是指状蠕动泵（finger like peristaltic pump），又称线性蠕动泵 (linear peristaltic pump)，它体积小，重量轻，定量准确，使用方便，输液管安装方便。
压力传感器特性的研究
– 46– Ⅲ 基础物理实验图2-1 等截面梁结构示意图实验2 压力传感器特性的研究压力传感器是利用应变电阻效应，将力学量转换成易于测量的电压量的器件。
压力传感器是最基本的传感器之一，主要用在各种电子秤、应力分析仪等仪器上。
传感器的种类很多，应用极为广泛。
根据要求精度和使用方式不同，可选用不同型号的压力传感器。
一、实验目的1. 了解压力传感器的工作原理。
2. 研究压力传感器的静态特性。
3. 了解电位差计的工作原理，熟悉其使用方法。
二、实验仪器压力传感器、电位差计、稳压电源、电压表、砝码等。
三、 实验原理本实验所用的传感器，是由四片电阻应变片组成，分别粘贴在弹性体的平行梁上、下两表面上。
四个应变片组成电桥，采用非平衡电桥原理，把压力转化成不平衡电压进行测量。
下面我们从三个方面对压力传感器进行讨论。
1. 应变与压力的关系电阻应变片是将机械应变转换为电阻阻值的变化。
将电阻应变片粘贴在悬臂梁式弹性体上。
常见的悬臂梁形式有等截面梁、等强度悬臂梁、带副梁的悬臂梁以及双孔，单孔悬臂梁。
图2-1是等截面梁结构示意图，弹性体是一端固定，截面积S 处处相等的等截面悬臂梁（S ＝bh ，宽度为b ，厚度为h ），在距载荷F 着力点L 0的上下表面，顺L 方向粘贴有受拉应变片R 1、R 3和受压的R 2、R 4应变片，粘贴应变片处的应变为Ybh FL Y f 2006==ε (2-1) 式中f 是应变片处的应力，Y 是弹性体的弹性模量。
从式(2-1)可看出，除压力F 外，其余各量均为常量。
所以，应变ε0与压力F 成正比。
Ⅲ 基础物理实验 – 47 –图 2-2 应变片差动电桥电路2. 电阻的变化与电压的关系由于弹性体的应变发生了变化，粘贴在其上的电阻应变片的电阻值也随之发生变化，受拉的电阻应变片电阻值增加，而受压的电阻应变片电阻值减少，把四个电阻应变片组成一个电桥，这便成为差动电桥，如图2-2所示。
此时电桥的输出电压U 为：S S U R R R R R R U R R R R R R U 443344221111∆∆∆∆∆∆-++---+++=(2-2)若R 1=R 2=R 3=R 4和ΔR 1=ΔR 2=ΔR 3=ΔR 4，则有S S S U R RU R R R U R R R U 1111111122∆∆∆=--+=(2-3) 由上式可知，电压U 与电阻值的变化成正比。
拉压力传感器校准标准
拉压力传感器校准标准
1. 精度要求，校准标准会规定拉压力传感器在不同工作范围内的测量精度要求，包括静态精度和动态精度，以确保传感器在各种工作条件下都能提供准确的测量结果。
2. 校准方法，标准会明确规定拉压力传感器的校准方法，包括校准设备的选择、校准过程中的环境条件要求、校准频率等，以确保校准过程的可重复性和可比性。
3. 校准过程，标准会详细描述拉压力传感器的校准过程，包括校准前的准备工作、校准点的选择、校准数据的采集和处理等，以确保校准过程的严谨性和规范性。
4. 不确定度评定，标准会要求对拉压力传感器校准结果的不确定度进行评定，以确定测量结果的可靠性和可信度。
5. 校准证书，校准标准通常也会规定校准证书的格式和内容要求，以确保校准结果的可追溯性和证明性。
总的来说，校准标准的制定旨在保证拉压力传感器在使用过程
中能够提供准确可靠的测量数据，对于确保产品质量和生产安全具有重要意义。
在实际应用中，我们需要严格遵守相关的校准标准要求，以确保拉压力传感器的准确性和稳定性。
冲击波测量用压力传感器准静态校准方法
冲击波测量用压力传感器准静态校准方法孔德仁 李永新 朱明武(南京理工大学 南京 210094)摘要 阐明了冲击波测量的意义,介绍了目前用于冲击波测量的方法,分析了这类方法存在的问题,为提高冲击波的测量精度,针对存在的问题,提出了一种适用且新颖的准静态冲击波测量用压力传感系统的校准方法—利用落锤液压动标装置对冲击波测量用压力传感系统实施准静态的绝对校准。
关键词 冲击波测量 压力传感器 准静态校准 绝对校准 落锤动标装置Qua si-sta tic Ca l ibra tion M ea sure of Pressure sen sor for Shock W aveKong D eren L i Yongx in Zhu M ingw u(N anj ing U n iversity of S cience and T echnology,N anj ing 210094,Ch ina)Abstrsact T he significance of m easuring the shock w ave is illum inated.T he existing m ethods used to m easure the shock w ave are introduced.T he existed p roblem s of th is k ind of m ethods are analyzed.Po inting to the exist2 ed p roblem s,a suitable and new quasi-static m ethod is put fo rw ard to i m p rove p recisi on of m easuring the shock w ave.T h is m ethod is quasi-static abso lute calibtrati on on p ressure senso r system used to m easure the shock w ave w ith drop-hamm er dynam ic p ressure calibrati on device.Key words M easurem ent of shock w ave P ressure senso r Q uasi-static calibrati on A bso lute calibrati on D ropper-hamm er dynam ic calibrati on device1 引 言冲击波的压力大小及作用范围是衡量武器威力的主要指标,为定量地评定各类武器或爆炸器材之爆炸威力及计算爆炸释放能量与燃烧率,冲击波压力测量具有十分重要的意义。
力准lz-801f压力传感器说明书
力准lz-801f压力传感器说明书为了进行精确的测试，应校准压力测试传感器。
静态测试只需要静态校准。
要求动态响应的压力传感器需要动态标定。
(1)静态标定。
静标定是指标定系统在静态压力作用下确定压力传感器输出和输入之间的对应关系，确定反映传感器精度的相关指标。
为取得较好的标定精度，作为标定基准的仪器，其精度至少比标定传感器高一个数量级。
常用的静态标定方法有：砝码、杠杆秤、标准测力环、标准测力环、标准测力仪等。
(2)动态标定。
压力传感器动态标定的目的是确定其动态特性，即频率或脉冲响应，从而确定其工作频率范围和动态误差。
动态校准可用正弦响应法和瞬态响应法。
前一种方法是用正弦激振器输入激振信号，得到正弦响应。
正激振器有活塞筒正弦压力发生器、凸轮喷嘴正弦压力发生器等多种装置。
该方法利用专用装置对瞬变力进行振动激励，得到瞬态响应曲线，根据测试记录的数据，用相似方法得到频率特性。
柱塞缸正弦压力源结构图。
柱塞的行程是固定的，通过调节缸体体积可以改变输出压力的幅值，从而实现了输出压力的幅度和频率范围。
该凸轮表面轮廓为正弦波形，其气阻随凸轮面形状的变化而变化，产生压力信号。
当压力传感器的振幅较大、频率范围较大时，其动态响应也是确定的，应答器可以应用于压力传感器的高速响应。
由于激波管加工精度高、设备复杂，在工程实践中，有时采用冲击测试方法对其进行动态测试。
冲击法是一种机械装置撞击被标物传感器，产生瞬时冲击力，记录数据，获取压力传感器动态特性。
撞击法结构简单，使用方便，但误差大。
压力传感器（静态）的不确定度评定
压力传感器（静态）的不确定度评定0、【摘要】；本文以PG-06为例介绍了压力传感器（静态）的检定装置及检定结果的不确定度来源与评定过程引言：压力传感器是一种常见的工作仪器，其构件组成通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。
工作状态是通过测量压力并根据相应的规律把压力逐渐转变成电信号，由于显示较为直观，广泛应用于新能源汽车，新兴电子元器件以及工业自动化生产，分析压力传感器的不确定度可以有效区分测量结果的好坏，对行业检测结果有着直观的效果。
【关键词】：压力传感器（静态）、不确定度评定测量依据:JJG860-2015《压力传感器(静态)》1、测量方法及压力参数:1.1检测标准器装置为精度等级为0.05级的活塞式压力计，将压力传感器装置于活塞压力计上，连接处不得泄漏，连接导线加置稳压电源处，并通过由数字多用表测得测量的电压值。
通过采用多次测量，采用比较法测量压力传感器的示值误差，得到的被检测的压力传感器的理论输出值减去数字多用表采得的测量电压值之差为示值误差测量模型：示值误差等于被检压力传感器的理论输出值减去数字多用表测量值2、测量标准不确定度来源分析：2.1活塞压力计的有效面积纳入的标准不确定度分量,2.2配套砝码与连接套杆质量纳入的标准不确定度分量2.3环境温度变化纳入的标准不确定度分量,2.4测量重复性纳入的标准不确定度分量,2.5数字多用表电压的测量值误差纳入的标准不确定度分量。
3、测量标准不确定度来源计算：3.1标准器的不确定度主要源于活：活塞的有效面积纳入的标准不确定度的分量：众所周知承受压力的活塞有效面积等于活塞的横截面积加上环隙面积之和，利用活塞有效面积的概念可以去除工作介质的摩擦阻力，在正常工作时不需要考虑摩擦阻力的修正值。
通过测量计算得知标准器0.05级的活塞式压力计的有效面积为0.100cm2，通过查看取其最大允许误差±0.02%，在配套砝码装载过程中，活塞压力计正常工作条件下，承重底盘的平面处于水平位置时，需以（30~60）转每分钟的角度按顺时针方向自由旋转，活塞杆套浸入活塞筒的部分应等于活塞全长的三分之二，0.05级活塞压力计有效面积最大允许误差为±0.02%，：设视为均匀分布的情况下：转换系数纲量得到：3.2 0.05级活塞压力计输出对应配套砝码与连接处导杆有质量导致的重力加速度纳入的标准不确定度：加载标准砝码对应的压力有为0.1MPa、0.5MPa，标准情况下需要得到压力6MPa时，放置相应砝码，通过电子天平称重量得知总质量m为10.4kg，取其最大允许误差，设活塞压力计正常工作条件下，按照查表选取不确定度的B类评定得到：设视为均匀分布的情况下：转换系数纲量得到：.3.3实验环境的不稳定性带来的温度差异变化纳入的标准不确定度通过查看使用须知0.05级活塞压力计的环境温度要求为℃，应该进行温度修正通过查看使用手册以及查阅相关资料得知：该活塞压力计的材料为不锈钢耐压合金钢材，活塞材料的线膨胀系数为该测量压力传感器时，设活塞压力计正常工作条件下，分测条件为5档，输出压力值为6MPa时，选取峰值的不确定度的B类评定得到：设视为均匀分布的情况下：转换系数纲量得到：3.3当地重力加速度及其他纳入的标准不确定通过查看JJG59-2007活塞式压力计检定规程，图标详细的举例出了中国国内各主要城市的重力加速度值，在此可以选取表格内部相对应的重力加速度值纳入的标准不确定度分量，通过查表得知此项研究中的重力加速度的影响可以对标准不确定度分量的影响可以忽略不计，但仍有对研究标准数据影响的其他因素1.JJG860-2015压力传感器（静态）检定规程附录A中规定了活塞式压力计与被检定压力传感器的参考位置应在同一水平面上，引入的误差可以忽略不计。
压力传感器静态特性校准
压力传感器静态特性校准1. 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2. 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。
实验系统框图如下图所示。
实验设备型号及精度3. 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。
信号调理器为压力传感器提供恒电源，将压力传感器输出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，在250 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。
4. 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。
航空测试系统实验指导书
航空测试系统：压力传感器静态校准实验实验指导书1．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。
2．实验设备本实验系统分为软件系统和硬件系统，其中硬件系统包含气路部分和电路部分，软件系统包含服务器软件和客户端软件，其组成图如图1所示。
图1 实验系统组成示意图图1中由压力源（包括空气压缩机和真空泵）产生正压和负压，通过气路管路系统中的电磁阀将正压和负压传递到压力稳定装置中，便于压力传感器得到稳定的压力信号。
由多功能数据采集卡PCI9111获得到传感器输出的电压信号，在上位机中使用LabVIEW软件获得压力数据，并通过多功能数据采集卡的数字I/O 向电磁阀驱动电路输出控制信号，由电磁阀驱动电路将信号进行功率放大，进而通过控制电磁阀的开关来控制整个气路中气体的流向。
每个功能模块的具体功能如下：真空泵及控器压缩机：提供大气参数测量系统的总压或静压；电磁阀阵列：能实时精确控制输出压力值的气体压力控制环节；电磁阀驱动：将数据采集卡输出的TTL电平的数字信号放大成能够控制电磁阀的信号；气压稳定装置：在气路加压、减压时起到缓冲作用，保障系统安全；压力传感器：能实时精确测量气体压力值的气体压力测量环节；数据采集卡：完成压力信号的采集功能和控制信号输出的功能；服务器计算机：通过数据采集卡采集到传感器输出的电压值，将得到的电压信号转换成相应的大气压力，并显示出来；通过控制程序中按钮来控制气压的增大和减小，并将控制信号传递给数据采集卡。
客户端计算机：通过网络获取服务器计算机发送的数据，完成数据记录以及参数解算。
表1 实验设备型号及精度3．实验原理在实验中，以标准压力传感器作为基准器，为待标定传感器提供标准压力0~0.3Mpa。
通过使用全静压模拟器（电磁阀驱动部分），将气路中的气压控制在一个稳定的气压值上，从而方便标准压力传感器对待标定压力传感器的标定。
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压力传感器静态特性校准
1. 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
2. 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。
实验系统框图如下图所示。
实验设备型号及精度
3. 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。
信号调理器为压力传感器提供恒电源，将压力传感器输出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，在250 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。
4. 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。
5. 实验报告要求
1）将此实验中各个部分用方框图予以表明，并标出基准器，传感器输出值的读出装置。
2）将实验数据整理成表格。
3）计算传感器各项静态性能指标。
校准曲线
ε（传感器实际特性的数学期望）的确定。
L
非线形度
ε的计算。
L
迟滞误差
ε的计算。
L
重复性（即精密度）的计算，即有限次测量的采样标准偏差S的计算。
总精度的计算。
6. 实验记录
温度传感器动态测试误差修正
1. 实验目的
1.1 掌握铂电阻温度测试系统的组成及测试原理。
1.2 掌握铂电阻温度测试系统动态响应误差及一阶时域特性参数。
1.3 掌握用模拟补偿网络进行动态特性校正的方法，并用T 和其他参量的关系检查回归效果。
1.4 熟悉实验所使用的各种仪器的基本工作原理和使用方法。
2. 实验设备
温度测试系统是由铂电阻、调理电路、补偿网络和增益补偿四部分组成。
实验系统方框图如下所示。
本实验所用铂电阻为金属热电阻，铂热电阻与温度之间的关系近似线性。
在-200℃到0℃之间可用下式表示：
2
3
0[1(100)]t R R At Bt C t t =+++-
在0℃到650℃之间可用下式表示：
)
1(2
0Bt At R R t ++= 式中 ：℃时的铂电阻的电阻值
温度为t R t -；
℃时的铂电阻的电阻值温度为00-R ； A 、B 、C 为由实验确定的常数。
任何测量温度的传感器和仪表都不是立刻响应被测介质的温度变化的。
同样，铂电阻测温也有时间滞后的问题，滞后时间不仅决定于铂电阻的导热系数，外壳的表面积，还决定于被测介质的热容量和导热系数以及介质本身的流动情况。
下图是铂电阻的实验阶跃响应曲线，当输入一个阶跃信号后，输出信号可近似用一阶惯性环节来描述。
图中：纵坐标是铂电阻输出信号的归一化值h(t)/h(∞)，h(∞)为稳态值
铂电阻的测温系统为一阶惯性环节，其传递函数为：
1
s )(+=
T K s G
式中，T ：时间常数；s ：拉氏算子；K ：静态传递函数。
为了改善一阶惯性环节的动态特性，可串联一个时间常数相同的一阶微分环节：
1
)1()(++=
S T TS K s G dc dc dc
式中， dc K ：动态补偿滤波器静态传递函数；dc T ：动态补偿滤波器时间常数。
在参数设计时，取其零点的时间常数就是被补偿测试系统的时间常数，其极点的时间常数dc T 符合动态性能要求。
动态补偿滤波器与测试系统串联后的等效系统的传递函数为：
1
)()()(+=
=S T KK
s G s G s G dc dc
dc e
仍然是一阶惯性环节，但其时间常数dc T 是满足测试系统要求的，是改进前测试系统时间常数的1/5—1/10。
3. 实验操作 3.1 操作步骤
打开恒稳槽电源，调节温度，使水加热到80摄氏度左右并保持恒定。
（请在实验前20分钟先加热）。
关闭直流稳压电源,然后分别将直流稳压电源上的+12V , -12 V , +24V 和地接到CW-1对应的接线柱上。
将铂电阻信号调理电路引出的红线接到CW-1的+24V 接线柱上，黑线接至CW-1的输入端。
CW-1的选择开关打到内，将输入端补偿前与补偿后分别接到存储示波器的两个通道。
检查接线是否正确后，打开直流稳压电源，选择补偿开关（浅、中、深），每次只有一个开关按下。
打开存储示波器，选择合适的采样时间（推荐5s ）和电压幅值（推荐1V ）， 调整示波器界面，使铂电阻传感器在室温下输出波形。
将传感器快速插入恒温槽并保持大约40秒，观察动态响应过程，并用存储示波器记录下波形。
取出传感器在瓷盘或玻璃杯中冷却，等待下一次实验使用。
观察存储示波器上记录的传感器补偿前、后的波形，并将波形通过与示波器连接的打印机打印出来。
选择不同的补偿度开关，观察不同补偿度的补偿曲线有何区别并记录每次测量的曲线。
3.2 自主性实验操作步骤
1. 补偿度开关按钮全部弹起，选择开关打到外，将外接补偿的引出端和地端接到外接线路板上。
自行设计并计算好网络参数，接好R1、R2、C 构成的补偿网络，将补偿后的网络接进测温系统引入端。
2. 打开直流稳压电源。
3. 重复3.1操作步骤5~9。
4. 调节增益调节旋钮，使补偿前、后的静态输出相等，以保证补偿前、后的静态灵敏度不变。
3.3 实验注意事项
1. 恒温槽在实验过程中不能随意开、关，不要将铂电阻传感器顶端直接触硬物，以免顶端保护管破裂，损坏其内部的铂热电阻。
2. 传感器不要长时间放在加热的恒温槽中，以免损坏传感器接线盒内的调理电路芯片。
3. 传感器取出冷却过程中，一定放在瓷盘或玻璃杯中，以免烫伤其它的东西。
4. 严禁在未关闭直流稳压电源的情况下，对CW-I测稳系统进行接线。
4. 实验报告要求
1. 了解测稳系统动态特性补偿的工作原理及参数选择方法。
2. 记录实验所用仪器设备的名称,型号。
3. 记录和整理各次实验（浅、中、深）动态曲线，并标明不同补偿度的y-t 坐标。
4. 对动态曲线一阶系统计算各时域动态指标，如时间常数T、半值时间T0.5,上升时间T r, 响应时间T s等。
并用T和其它变量的关系来检查回归效果。
5. 计算动态响应曲线超调量。