压力传感器的动态标定

压力传感器的动态标定

一、实验目的：

1、熟悉记忆示波器和电荷放大器使用方法；

2、用标定激波管标定传感器的动态参数；

3、计算传感器幅频特性和相频特性。

三、测试仪器设备：

1、记忆示波器1台（TDS210）；

2、CY-YD-205 1只，标定对象；

3、电荷放大器YE5850一台，连接石英压力传感器；

4、压电陶瓷传感器CY-YD-203T 1只；

5、电荷放大器KD5002 一台，连接压电陶瓷传感器，用于激波速度测量。

三、实验步骤：

( 1 ) 把石英传感器安装在激波管端壁上，并将石英传感器电缆接到电荷放大器YE5820的输入端，将YE5820的输出端电缆接到示波器ch2的输入端，并且将其上限频率置于100kHZ.灵敏度设在10pc/unit。打开YE5820电荷放大器(开关在背面)，“工作/复位”开关置于“复位”位置。

( 2 ) 把侧壁的压电陶瓷传感器接到电荷放大器KD5002的输入端，并将放大器KD5002的输出接到示波器1通道。将放大器的上限截至频率设在100kHZ，示波器ch1垂直标尺置于500mv/div，ch2的垂直标尺置于20mv/div。

采样频率的设定：考虑到传感器的固有频率约为120kHz，由Shannon采样定律，F s≥2F i，取F s＝500kS/s，即0.5ms/cm。也就是说水

平标尺调节到500微妙/div 为宜。

触发信源选ch1,上升沿单次触发，触发电平可调大一些,几十mv 不成

问题.

( 3 ) 激波管安装膜片，给气压机充气在4bar 左右后,打开压气机阀门，将放大器置于“工作”，示波器”Ready ”后, 打开激波管充气阀门，破膜，记录下曲线。

( 5 ) 按下“CURSOR ”，类型选择”时间”，用光标先读出1和2通道

压力跃起的时间差∆t ； 测量激波管端部石英传感器与侧壁压电陶瓷传感器之间的距离L ∆， 记录下室内温度,由此计算出激波速度和激波马赫数Ms 。由下式计算出5区压力51p 和传感器输入阶跃理论值∆p 。

122215222511)5()28(6)17()

5()28(6)17(p Ms Ms Ms p p p Ms Ms Ms P ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+--=-=∆+--=

( 5 ) 读出ch2波形的电压增量，按下列公式计算试验得到传感输入阶

跃实验值∆p 。

)

/10(bar)/pc ()unit /pc 10()mv ()(unit mv bar p 实验输出传感器的灵敏度放大器的灵敏度电压增量⨯⨯=∆ 此处传感器的灵敏度选用静标时传感器的电荷灵敏度。

( 6 )将示波器2通道数据输入计算机，打开计算机桌面上的TDS-210数据处理程序，点击acquire 图标，计算机读取数据，用文件中的export 命令保存数据，待处理。示波器数据为电压值（mv ），需按下式转换为压力值。

）

实际输出（）实际电压值（），压力（unit mv mv bar unit /10

四、数据处理

(1).计算的压力突跃值

激波管端壁传感器与侧壁传感器之间的距离是L = 30cm ；

激波传过此段距离经历的时间是 t = ms ；

激波传播的速度是 Vs = L / t

根据室温, 算出声速 a

所以，激波马赫数为 Ms = Vs / a

求出p 5 – p 1， 即激波管1区和5区的压力突跃值

(2). 测量压力突跃值

由示波器曲线读出激波管端壁的传感器的波形突跃值 mv 和静标的传感器电荷灵敏度 pc/bar ，求出测量的激波管1区和5区的压力突跃值为 bar 。

(3). 理论实验值比较，求出误差为

(4) 求幅频特性和相频特性

（1） 对输入的阶跃信号做FFT ；

（2） 对测量信号做FFT ；

（3） 得到传感器的幅频特性和相频特性曲线。

（4） 也可以用阶梯线法求解。

由频率特性曲线读出传感器的固有频率是：f = kHz 。

五、讨论和实验结论：

对实验中的各种问题进行讨论，并对实验结果做出自己的结论。