力传感器标定及称重实验指导书
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;。
FSS称重
力传感器标定及称重实验一. 实验目的1. 通过本实验了解和掌握FS系列力传感器的测量原理和方法。
二. FS系列力传感器工作原理简介图33.1 FS系列力传感器FS系列传感器具有精密可靠的力传感性能，它封装在小型商品等级的包装中，其价格便宜。
该传感器的特色是采用了已被证明可靠的传感技术，即使用专门设计的精制压敏电阻硅传感元件。
小功率，无放大、无补偿的惠斯顿电桥电路设计可在力范围内提供内在稳定的mV输出。
力传感器根据埋入硅片的压电电阻，在其受到任何外力而挠曲时，其电阻会增加的原理工作。
该传感器通过不锈钢球，将施加的力直接集中到硅-传感元件上，电阻值的变化是随施加力的大小而成比例的变化。
电路电阻的变化致使mV输出电平也作相应的变化。
传感器的封装设计结合了获专利的模块结构。
采用创新的弹性技术工艺和模制的工程塑料，使过力大小可达4.5/5.5kg。
不锈钢球提供了极佳的机械稳定性，它适应于各种应用。
FSS传感器在50°C(122°F)时，故障平均周期（MCTF）的可靠性测试中可提供2千万次操作。
可靠性测试确定了传感器在出故障前，在满量程情况下可能的工作次数。
各种电气互连接头，可接受预接线的连接器，印刷电路板安装和表面安装。
独特的传感器设计还可提供包括安装架在内的各种安装形式选项，以及可满足应用时的各种具体安装要求。
扩散硅压阻式传感器是利用半导体材料的压阻效应将被测非电量转换成电量的一种半导体传感器。
所谓压阻效应是指半导体材料在受到压力作用时不仅产生一定量的变形，而且其电阻率会发生显著的变化，从而导致其电阻产生改变的物理现象。
半导体在受压力作用时电阻率发生显著变化的内部原因是由于压力的作用引起晶格能带产生变形，从而使能带谷中的载流子数也产生相应的变化，导致其电阻率发生改变。
这类传感器的结构原理是利用具有压阻效应的半导体材料来做敏感元件，将半导体材料的敏感芯片封装在不锈钢波纹膜片的壳体中，在不锈钢波纹膜片与半导体芯片之间填充满硅油。
传感器实验指导书2023
传感器实验指导书
一、实验目的
本实验旨在帮助学生了解和掌握各种传感器的原理及应用，通过实际操作加深对传感器技术的理解，提高实践能力和创新思维。
二、实验器材
电阻式传感器
电容式传感器
电感式传感器
压电式传感器
磁电式传感器
热电式传感器
光电式传感器
光纤传感器
化学传感器
生物传感器
三、实验步骤与操作方法
电阻式传感器实验：
（1）将电阻式传感器接入电路，测量其阻值；
（2）改变被测物体的电阻值，观察电路中电压或电流的变化；
（3）记录实验数据，分析电阻式传感器的输出特性。
电容式传感器实验：
（1）将电容式传感器接入电路，测量其电容值；
（2）改变被测物体的介电常数，观察电路中电压或电流的变化；
（3）记录实验数据，分析电容式传感器的输出特性。
电感式传感器实验：
（1）将电感式传感器接入电路，测量其电感值；
（2）改变被测物体的磁导率，观察电路中电压或电流的变化；
（3）记录实验数据，分析电感式传感器的输出特性。
压电式传感器实验：
（1）将压电式传感器接入电路，测量其输出电压；（2）施加压力或振动，观察电路中电压的变化；（3）记录实验数据，分析压电式传感器的输出特性。
磁电式传感器实验：
（1）将磁电式传感器接入电路，测量其输出电压；（2）改变磁场强度，观察电路中电压的变化；
（3）记录实验数据，分析磁电式传感器的输出特性。
实验三力传感器标定及称重实验.doc
实验三力传感器标定及称重实验一、实验目的通过本实验了解和掌握力传感器的测量原理和方法。
二、力传感器工作原理简介电阻应变计是利用物体线性长度发生变形时其阻值会发生改变的原理制成的，其电阻丝一般用康铜材料，它具有高稳定性及良好的温度、蠕变补偿性能。
测量电路普遍采用惠斯通电桥（如图3.1所示），利用的是欧姆定律，测试输出量是电压差。
图3.1 惠斯通电桥本实验采用的电阻应变计采用的是惠斯通全桥电路，当物料加到载物台后，4个应变片会发生变形，产生电压输出，经采样后送到计算机由DRVI快速可重组虚拟仪器平台软件处理。
因为电桥在生产时有一些误差，不可能保证每一个电桥的电阻阻值和斜率保持一致。
所以，传感器在使用之前必须要经过线性校正，这是由于计算机得到的是经过采样后的数字量，与真实质量之间是一种线性关系，需要由标定来得到这个关系。
在实验中采用的力传感器是LYB-5-A型应变力传感器具有精度高、复现性好的特点。
其外形见图3.2。
需要特别强调的是：由于力传感器的过载能力有限（150%），所以，在实际使用过程中应尽量避免用力压传感器的头部或冲击传感器。
否则，极易导致传感器因过载而损坏！图3 .2力传感器实物三. 实验仪器和设备1. DRVI可重组虚拟实验开发平台 1套2. 蓝津数据采集仪（LDAQ-EPP2） 1套3. 开关电源（LDY-A） 1套4. 称重台 1个四、实验步骤1.选择实验脚本文件“服务器端”的链接，将参考的实验脚本文件贴入DRVI软件平台，如图3.3所示。
图3.3应变式力传感器称重实验（服务器）2. 首先进行传感器的标定：用标准砝码测定K，b值，取两个点（即分别用两个不同的砝码），计算出K，b的值作为标定结果。
具体操作过程为：点击面板上的“运行”按钮，在载物台上放置一个标准砝码100克（或其他大小），然后输入“100（或其他值）”到“试载参数x1”输入框中，然后点击“标定1”按钮记录下第一点的值；改变砝码的质量，比如300质量的砝码，输入“300”到“试载参数x2”输入框中，然后点击“标定2”按钮记录下第二点的值；再点击“标定结果”按钮，得到K,b标定值。
传感器实验指导书
前言CSY系列传感器与检测技术实验台主要用于各大、中专院校及职业院校开设的“传感器原理与技术”“自动化检测技术”“非电量电测技术”“工业自动化仪表与控制”“机械量电测”等课程的实验教学。
CSY系列传感器与检测技术实验台上采用的大部分传感器虽然是教学传感器（透明结构便于教学），但其结构与线路是工业应用的基础，希望通过实验帮助广大学生加强对书本知识的理解，并在实验的进行过程中，通过信号的拾取，转换，分析，掌握应具有的基本的操作技能与动手能力。
CSY2000与3000系列传感器与检测技术实验台是本公司多年生产传感技术教学实验装置的基础上，为适应不同类别、不同层次的专业需要而设计的新产品。
其优点在于：1、适应不同专业的需要，不同专业可以有不同的菜单，本公司还可以为用户的特殊要求制作模板。
2、能适应不断发展的形势，作为信息拾取的工具，传感器发展很快，可以不断补充新型的传感器模板。
3、可以利用实验台的信号源、实验电路、传感器用于学生课程设计、毕业设计和自制装置。
为了让老师、学生尽快熟悉掌握实验台的使用方法，本手册列举了一些实验示范例子，老师、学生通过实验示范例子举一反三可以自己组织开发很多实验顶目。
本手册由于编写时间、水平所限，难免有疏漏错误之处，热切期望老师与学生们提出宝贵的意见，予以完善，谢谢。
目录CSY－2000型传感器与检测技术实验台说明书 (5)CSY－3000型传感器与检测技术实验台说明书 (8)示范实验目录2000系列基本实验举例实验一应变片单臂电桥性能实验 (11)实验二应变片半桥性能实验 (17)实验三应变片全桥性能实验 (18)实验四应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验 (20)实验五应变片直流全桥的应用—电子秤实验 (21)实验六应变片温度影响实验 (22)实验七移相器、相敏检波器实验 (23)实验八应变片交流全桥(应变仪)的应用—振动测量实验 (27)实验九压阻式压力传感器测量压力特性实验 (30)*实验十压阻式压力传感器应用—压力计实验 (32)实验十一差动变压器的性能实验 (32)实验十二激励频率对差动变压器特性影响实验 (37)实验十三差动变压器零点残余电压补偿实验 (38)实验十四差动变压器测位移特性实验 (39)实验十五差动变压器的应用—振动测量实验 (41)实验十六电容式传感器测位移特性实验 (43)实验十七线性霍尔传感器测位移特性实验 (45)实验十八线性霍尔传感器交流激励时位移特性实验 (48)实验十九开关式霍尔传感器测转速实验 (50)实验二十磁电式转速传感器测转速实验 (51)实验二十一压电式传感器测振动实验 (53)实验二十二电涡流传感器测量位移特性实验 (57)实验二十三被测体材质对电涡流传感器特性影响实验 (60)实验二十四被测体面积大小对电涡流传感器特性影响实验 (61)实验二十五电涡流传感器测量振动实验 (62)实验二十六光纤位移传感器测位移特性实验 (63)实验二十七光电传感器测量转速实验 (66)实验二十八光电传感器控制电机转速实验 (67)实验二十九温度源的温度调节控制实验 (75)实验三十 Pt100铂电阻测温特性实验 (79)实验三十一Cu50铜电阻测温特性实验 (85)实验三十二 K热电偶测温特性实验 (86)实验三十三 K热电偶冷端温度补偿实验 (92)实验三十四 E热电偶测温特性实验 (95)实验三十五集成温度传感器(AD590)的温度特性实验 (96)实验三十六气敏传感器实验 (99)实验三十七湿度传感器实验 (100)实验三十八数据采集系统实验—静态举例 (102)实验三十九数据采集系统实验—动态举例 (104)3000系列实验(包含2000系列基本实验外，还包含以下实验。
压力传感器静态标定指导书
用以上数据绘制电荷量-压力曲线.（例）
电荷量(pc)
90
80Biblioteka 706050y=13.5728×x-0.2697 40
30
20
10
0
-10
0
1
2
3
4
5
6
压 力 (bar)
用最小二乘法拟合后的直线是： y = 13.5728 × x − 0.2697
可见, 静标实验测得的石英传感器的电荷灵敏度是 13.5728pc/bar。
注意：活塞式压力计底盘重 0.4 千克力/平方厘米, 不要漏掉。另外, 由于 噪声的影响, 使得最小压力值受到限制, 试验者可以试着把可以测量的最小压 力值找出来, 这里的 0.7 千克力/平方厘米, 只是一个参考值。
五、数据处理
目的：用所得数据绘制电荷量 pc –压力 bar 曲线, 并用最小二乘法求出传
（3）放大器灵敏度档置于 10.0 pc/unit (即将灵敏度左边档置于 10, 中间和右 边档置于 0), 输出置于 10 mv/unit, 下限频率置于 L 档(此时下限频率小 于 0.0001HZ)，上限频率置于 0.3kHz.，输入端选择电荷输入。
注意：将放大器的灵敏度设置在 1-10.99pc/unit 时, 调节下方的×10 档置于 下方, 面板上的左边小数点亮。
三、测试仪器设备
1 记忆示波器 1 台（TDS210）； 2 电荷放大器 YE5850 一台; 3 活塞式压力计 1 台 4 石英压力传感器 CY-YD-205 1 只；
三、实验内容：
1 熟悉记忆示波器和电荷放大器使用方法； 2 用活塞式压力计标定传感器的电荷灵敏度系数；
四、实验步骤：
1. 熟悉记忆示波器，看清各个调节旋钮的位置,对照说明书了解：
力传感器原理实验
力传感器原理实验
在力传感器原理实验中，我们使用一种称为导电性薄膜的材料。
该材料在施加力的作用下，会发生电阻变化。
实验中，我们将导电性薄膜固定在一个支撑平台上，并将其与电路连接。
首先，我们需要校准力传感器，在实验开始前先测量材料的初始电阻。
在不施加任何力的情况下，我们测量导电性薄膜的电阻值，并记录下来。
接下来，我们开始施加力量。
可以使用不同的方式，如手指压力、重物压力等。
在施加力的过程中，我们需要逐步增加力量，并测量导电性薄膜的电阻值。
记录下每次增加力量时的电阻值。
在实验过程中，我们可以观察到当施加越大的力量时，导电性薄膜的电阻值越小。
这是因为施加的力量会使导电性薄膜微微变形，导致导电性薄膜上导电材料的排列更加紧密，电流更容易通过，从而导致电阻值的降低。
通过测量不同力量下的电阻值，我们可以建立一条电阻-力量
的线性关系曲线。
这条曲线可以被用来推断未知力量对应的电阻值，从而实现力量的测量。
在实验结束后，我们可以绘制出电阻-力量的曲线，并使用该
曲线来进行力量的测量。
这对于需要实时监测力量的许多应用非常重要，如机器人手臂控制、工业自动化等。
压力传感器动态标定实验报告
(2) 激波管端部的石英传感器的波形如下(例)
6 0.3
5
0.25
4
0.2
V(v)
3
2
V(v)
0 0.001 0.002 0.003 0.004
0.15
0.1
1
0.05
0
0 0 0.001 0.002 0.003 0.004
T(s)
侧壁
T(s)
端壁
3 求传感器的幅频特性和相频特性 输入的阶跃信号及测量得到的信号
图表 4 对第 0 到 1500 数据点 FFT 变换传递函数的幅频特性
图表 5 对第 0 到 1500 数据点 FFT 变换传递函数的相频特性
可得最大幅值点的频率为 167kHz，再改变窗口大小即对第 0 到 1000 个数据 点进行 FFT 变换得到的结果如下两图所示。
图表 6 对第 0 到 1000 数据点 FFT 变换传递函数的幅频特性
五、数据处理
由于示波器导出文件的格式问题，无法使用第一次实验的数据，因而采用其 他小组的数据进行处理，请谅解。 1. 动态测量的压力突跃值与计算的压力突跃值比较
称重传感器执行标准及性能试验程序与误差计算方法
称重传感器执行标准及性能试验程序与误差计算方法 中国运载火箭技术研究院第七○二研究所 刘九卿【摘 要】本文在介绍OIML R60国际建议和称重传感器国家标准产生背景，R60国际建议2000版与前版的区别和改进，GB/T7551—2008《称重传感器》国家标准主要增补内容与特点的基础上，重点介绍了主要技术性能称重传感器误差（E L）、重复性误差（E R）、温度对最小静载荷输出的影响（C M）、蠕变误差（C C）、最小静载荷输出恢复值（C MDLOR）、称重传感器大气压力影响（C P）、和称重传感器湿度影响（C Hmin）的试验程序与计算方法。
【关键词】 称重传感器；国际建议；国家标准；计量规程；技术性能；试验程序；最大允许误差一、OIMLR60国际建议和称重传感器国家标准产生背景20世纪80年代初期，随着科学技术的进步和电子称重技术的快速发展，对负荷传感器提出许多新要求。
传统的技术性能评定方法已不能满足电子衡器发展的需要，急需与电子衡器准确度评定方法相适应的负荷传感器计量特性评定方法和检定规程。
OIML（国际法制计量组织）根据各成员国的意见，决定由其下属的质量测量指导秘书处（SP7）下设的负荷传感器报告秘书处（Sr8），负责起草与电子衡器误差评定方法相适应的计量规程。
由于Sr8报告秘书处由美国负责，自然就由美国负责全部起草工作，代号是PR3号报告，名称为《称重传感器计量规程》。
这是世界上首次将用于质量测量和力值计量的负荷传感器分开，即分为称重传感器和测力传感器两种类型。
质量测量用的称重传感器彻底脱离了以单项指标中最大误差来确定准确度的概念和方法，建立与电子衡器误差评定方法相对应的总误差带概念，即最大允许误差包括由非线性、滞后引起的误差和在规定的温度范围内由于温度变化对灵敏度影响所引起的误差，它对于递增和递减载荷均适用。
此外在考核内容和指标、参比直线、试验载荷、蠕变试验等都有所不同。
对电子衡器制造商和广大用户来说，把主要单项误差都包括进去对诸项误差综合考虑才有实际意义。
力传感器标定系统的设计-设计内容及要求
力传感器标定系统的设计-设计内容及要求随着科技的不断进步，力传感器在工业领域的应用越来越广泛。
然而，力传感器的准确度和稳定性对于其应用效果起着至关重要的作用。
为了确保力传感器的准确度和稳定性，需要对其进行定期的标定。
而为了提高标定的效率和精度，设计一个高质量的力传感器标定系统显得至关重要。
1. 标定系统的结构设计力传感器标定系统包括但不限于以下部分：1.1 传感器支撑结构：用于支撑和固定力传感器，确保标定过程中力传感器的稳定性和精度。
1.2 标定装置：用于在不同力值下对力传感器进行标定。
标定装置应该能够模拟不同的力值范围，并且具有高精度和可调节性。
1.3 采集系统：用于实时采集力传感器的输出信号，以便进行数据分析和处理。
1.4 控制系统：用于控制标定装置的运行状态，保证标定过程的稳定性和一致性。
1.5 数据处理系统：用于对采集到的数据进行分析和处理，计算力传感器的准确度和稳定性。
2. 标定系统的技术要求2.1 精度要求：标定系统的精度应该高于标定对象，以确保标定结果的可靠性。
2.2 稳定性要求：标定系统应具有良好的稳定性，不受外界因素的影响。
2.3 自动化要求：标定系统应该具有一定的自动化程度，能够自动进行标定过程并输出标定结果。
2.4 可靠性要求：标定系统的设计应考虑到各种意外情况，并具有相应的应对措施，确保系统的可靠性和安全性。
3. 标定系统的其他设计考虑3.1 界面设计：标定系统的界面设计应直观友好，操作简便。
3.2 数据记录与管理：标定系统应能够记录和管理每次标定过程的数据，以便后续的数据分析和对比。
3.3 维护和保养：标定系统的设计应考虑到维护和保养的便利性，能够方便进行系统的维护和保养工作。
4. 总结在力传感器的应用领域，一个高质量的标定系统对于保证力传感器的准确度和稳定性至关重要。
在设计力传感器标定系统时，需要考虑到结构设计、技术要求以及其他设计考虑，确保系统能够满足实际应用的需求，并具有高精度、高稳定性和高可靠性。
压力传感器标定、试验及性能评测
JB/T 6170-2006 JB/T 6172-2005 JB/T 7482-2008 JB/T 9451-1999 SJ 20721-1998 QJ 28A-1998 QJ 1022-1986 QJ 2873-1997 HB7272-1996 HB 7493-1997 WJ 2434-1997 TBT 3221-2010 QCT 822-2009 GBT 13606-1992
不同原理ance Assessment of Pressure Sensors
压力传感器性能评测
压力传感器性能评估
· 参数定义 · 测试方法 · 装置设备 参数及要求
测测 量试 装方 置法
DUT
Enable everybody to measure the same properties in the same way!
国家物联网感知装备产业计量测试中心 无锡市计量测试院
1 压力传感器标准 压力传感器性能评测 2
3 压力传感器生产测试/标定 国家级传感器计量测试服务平台 4
Standards for Pressure Sensors
压力传感器标准
压力传感器标准
GBT 15478-2015 压力传感器性能试验方法 GB/T 26807-2011 硅压阻式动态压力传感器 GB/T 28854-2012 硅电容式压力传感器 GBT 28855-2012 硅基压力传感器 GB/T 28856-2012 硅压阻式压力敏感芯片 GB/T 18806-2002 电阻应变式压力传感器总规范 GB/T 20522-2006 半导体器件第14-3部分: 半导体传感器-压力传感器 GJB 4409-2002 压阻式压力传感器通用规范 GJB 5243-2004 应变式压力传感器通用规范 JB/T 10524-2005 硅压阻式压力传感器 JB/T 10726-2007 扩散硅式压力变送器 JB/T 11206-2011 硅压阻式微型、薄型压力传感器 JB/T 5492-1991 电位器式压力传感器 JB/T 5493-1991 电阻应变式压力传感器 JB/T 5537-2006 半导体压力传感器
压力传感器的标定实验
压力传感器的标定实验为了确保测试仪器的精确度和灵敏度，保证测试仪器测量数据的误差不超出规定的范围，应进行测试仪器示值与标准值校对工作，这一工作过程称为对测试仪器的标定(或称为率定)。
测试仪器的标定分为强制性检验和经常性自检。
标定的方法可分为对单件测试仪器进行标定和对整个测试系统进行标定。
一、实验目的学习结构试验常用力传感器原理、使用方法并掌握力传感器的标定。
二、实验仪器及设备1 静态应变仪一台2 空心圆管一个3.电阻应变片，万用表，电烙铁，焊锡，游标卡尺等工具一套三、实验原理圆筒式力传感器应变片粘贴在弹性体外壁应力均匀的中间部分，并均匀对称地粘贴多片。
因为弹性元件的高度对传感器的精度和动态特性有影响。
所以对空心圆柱一般取H≥D－d＋l，式中H为圆柱体高度，D为圆柱外径，d为空心圆柱内径，l 为应变片基长。
贴片在圆柱面上的展开位置及其在桥路中的连接，如图2－20所示，其特点是R1、R3串联，R2、R4串联并置于相对位置的臂上，以减少弯矩的影响。
横向贴片作温度补偿用。
柱式力传感器的结构简单，可以测量大的拉压力，最大可达107N。
（1）打座、清洗：试件表面处理，为了使应变片牢固地粘贴在试件表面上，必须将要贴片处的表面部分打磨，使之平整光洁。
清洗使之无油污、氧化层、锈斑等。
（2）定位划线（3）贴片：粘贴应变片，并压合，使粘合剂的厚度尽量减薄（4）焊线：引线的焊接处固定以及防护与屏蔽处理等（5）接桥路（6）封装(7)标定结论:力与ε是呈线性关系的,使用标准的计量仪器对所使用仪器的准确度（精度）进行检测是符合标准的.通过这次试验我了解到了一些有关传感器的知识，并且动手做了一个电测试验的力学传感器，我们八人合作共同完成了八个应变片的定位焊接工作。
并且在老师的指导下完成了标定工作，而在这一过程中我们还是遇到了很多麻烦，例如贴片后线路太复杂，导致与承载体接触，标定时始终无法调零成功，这说明我们的动手能力还有待提高。
使用称重传感器测力实验报告
使用称重传感器测力实验报告本实验旨在使用称重传感器来测量物体的受力情况。
通过该实验，我们能够了解称重传感器的工作原理以及如何正确操作和读取测力数据。
实验步骤1. 准备工作：确保实验仪器和设备正常运作，包括称重传感器、电源和连接线。
2. 将称重传感器正确连接到电源和读取设备上。
确保连接稳固，避免松动或脱落。
3. 将待测物体放置在称重传感器上，并确保物体与传感器接触紧密。
避免物体滑动或产生其他不必要的力。
4. 打开读取设备，确保其与称重传感器正确连接，并能够正常读取和记录测力数据。
5. 对待测物体施加力，可以是水平方向或垂直方向的力。
确保施加的力均匀稳定，避免突然或剧烈的变化。
6. 观察和记录测力传感器显示的测力数值。
根据需要，可以进行多次测量，并计算平均值以提高准确性。
实验结果和分析根据实验数据的记录，我们可以观察到受力物体在称重传感器上显示了相应的测力数值。
这些数值可以用来判断物体所受的力的大小和方向。
通过对不同物体施加不同方向的力，并记录测力数值，我们可以进一步分析受力物体在不同条件下的受力情况。
通过比较测力数据，我们可以发现不同物体在同一力下的测力数值差异，这可以帮助我们理解物体的力学特性和结构。
实验总结在本实验中，我们成功地使用称重传感器测量了物体的受力情况。
通过实验，我们了解了称重传感器的工作原理并学会了正确操作和读取测力数据。
测力实验具有很多实际应用价值，例如在工程领域中用于测试构件的受力情况、在体育科学中用于评估运动员的力量水平等。
总之，该实验为我们提供了探究受力物体的一种简单有效的方法，并为进一步研究和分析提供了基础。
通过继续学习和实践，我们可以进一步提高实验的准确性和可靠性。
实验一(应变力传感器标定及称重实验)报告内容
实验一(应变力传感器标定及称重实验)报告内容
第_____组成员名单：
1. 单臂电桥性能实验
1.1 单臂电桥测量时输出电压与对应砝码质量值
质量（g）
输出电压
（mV）
1.2 通过数据拟合,求出单臂电桥测量时输入输出特性曲线方程
2. 双臂电桥性能实验
2.1 双臂电桥测量时输出电压与对应砝码质量值
质量（g）
输出电压
（mV）
2.2 通过数据拟合,求出双臂电桥测量时输入输出特性曲线方程
3. 四臂全桥性能实验
3.1 四臂全桥测量时输出电压与对应砝码质量值
质量（g）
输出电压
（mV）
3.2 通过数据拟合,求出四臂全桥测量时输入输出特性曲线方程
性曲线。
3.5 简单说明各电位器在电路中所起作用。
4. 直流全桥的应用——称重实验
4.1称重实验中输出电压与对应砝码质量值
质量（g）
输出电压（mV）
4.2 将上表数据与拟合曲线对比，分析产生误差的原因,并计算误差与非线性误差。
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。
测力传感器静态标定
2.回程误差（H）
回程误差也叫滞后或差变。它表明测
试系统在正、反行程期间输出—输入曲线 不重合的程度。回程误差的大小一般由试
验确定。其值以正反行程时定度曲线间地
最大距离h或h和A之比的百分数表示。如 下图：
y
A
h
h
H 100%
A
x
3.灵敏度（S）
灵敏度表示输出变化量与输入变化量
之比。线性测量装置定标曲线的拟合直线
0 100 200 300 400 500
加载
卸载
（三）计算机演示实验 1.打开计算机。 2.双击桌面上的“快捷方式”。 3.进入“机械工程测试技术基础实验”点击“开
始”。 4.进入实验，点击实验一“应变式传感器的标
定 ”。 5.将实验记录的各数据分别填入，点击“作图”。 6.按端点线性、 最小二乘法二种方法做出拟合直
(一)粘贴应变片
1.惠斯登电桥挑选两个电阻值120Ω左右的电阻应 变片，阻值差小于0.5。
2.砂纸打磨等强度梁，去除污物，用酒精清洗。
3.用502胶水粘贴电阻应变片。（一片粘在受力的 位置，一片粘在不受力的位置。）
4.用万用表检查有无短路、断路，引线与等强度梁 间的绝缘电阻应大于150MΩ。
5.焊接导线，并用胶带纸固定，在常温下，放置24 小时后，方可使用。
斜率Ｋ和截距ｂ可按下式计算
n
K
xiyi
xi
yi
n xi2 xi 2
n
b
xi2
yi xi
xiyi
n xi2 xi 2
由方程 Y=kX+b做出拟合直线，此直线为 最佳拟合直线，于是可求出线性误差
B
Lf
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力传感器标定及称重实验指导书
一. 实验目的
通过本实验了解和掌握力传感器的测量原理和方法。
二. 力传感器工作原理简介
电阻应变计是利用物体线性长度发生变形时其阻值会发生改变的原理制成的，其电阻丝一般用康铜材料，它具有高稳定性及良好的温度、蠕变补偿性能。
测量电路普遍采用惠斯通电桥（如图1所示），利用的是欧姆定律，测试输出量是电压差。
图1 惠斯通电桥
本实验采用的电阻应变计采用的是惠斯通全桥电路，当物料加到载物台后，4个应变片会发生变形，产生电压输出，经采样后送到计算机由DRVI快速可重组虚拟仪器平台软件处理。
因为电桥在生产时有一些误差，不可能保证每一个电桥的电阻阻值和斜率保持一致。
所以，传感器在使用之前必须要经过线性校正，这是由于计算机得到的是经过采样后的数字量，与真实质量之间是一种线性关系，需要由标定来得到这个关系。
图2力传感器实物
在实验中采用的力传感器是LYB-5-A型应变力传感器具有精度高、复现性好的特点。
其外形见图2。
需要特别强调的是：由于力传感器的过载能力有限（150%），所以，在实际使用过程中应尽量避免用力压传感器的头部或冲击传感器。
否则，极易导致传感器因过载而损坏！
三. 实验仪器和设备
1. DRVI可重组虚拟实验开发平台1套
2. 蓝津数据采集仪（LDAQ-EPP2）1套
3. 开关电源（LDY-A）1套
4. 称重台1个
四. 实验步骤及内容
1. 将称重台的传感器输出线与实验台上对应的接口相连。
2. 启动服务器，运行DRVI主程序，开启DRVI数据采集仪电源，然后点击DRVI快捷工具条上的“联机注册”图标，选择其中的“DRVI采集仪主卡检测”进行服务器和数据采集仪之间的注册。
联机注册成功后，分别从DRVI工具栏和快捷工具条中启动“DRVI微型Web服务器”和“内置的Web服务器”，开始监听8600和8500端口。
3. 打开客户端计算机，启动计算机上的DRVI客户端程序，然后点击DRVI快捷工具条上的“联
机注册”图标，选择其中的“DRVI局域网服务器检测”，在弹出的对话框中输入服务器IP地址（例如：192.168.0.1），点击“发送”按钮，进行客户端和服务器之间的认证，认证完毕即可正常运行客户端所有功能。
4. 在DRVI软件平台的地址信息栏中输入如下信息“http://服务器IP地
址:8600/SensorLAB/index.htm”，打开WEB版实验指导书，在实验目录中选择“力传感器标定及称重”实验，按实验原理和要求设计该实验。
5. 本实验的原理设计参考图如图3所示。
图3 力传感器标定及称重实验原理设计参考图
6 . 选择附录中该实验脚本文件“服务器端”的链接，将参考的实验脚本文件贴入DRVI软件平台，如图4所示。
图4 应变式力传感器称重实验（服务器）
7. 首先进行传感器的标定：用标准砝码测定K，b值，取两个点（即分别用两个不同的砝码），计算出K，b的值作为标定结果。
具体操作过程为：点击面板上的“运行”按钮，在载物台上放置一个标准砝码100克（或其他大小），然后输入“100（或其他值）”到“试载参数x1”输入框中，然后点击“标定1” 按钮记录下第一点的值；改变砝码的质量，比如300质量的砝码，输入“300”到“试载参数x2”输入框中，然后点击“标定2”按钮记录下第二点的值；再点击“标定结果”按钮，得到K,b标定值。
8 .标定完毕，即可进行物体测量。
将所测物体放在载物台上，然后点击“实测质量”按钮，得到被测物体质量值。
再改变质量块的大小，观察和分析计算结果。
9 .对于客户端，在服务器端进行标定及计算的同时，客户端也同步进行同样的操作，即在服务器端进行“标定1”参数读取的同时，客户端也进行“标定1”参数的读取，在服务器端进行“标定2”参数读取的同时，客户端也进行“标定2”参数的读取，然后完成标定计算过程及质量测量过程。
客户端示意图如图5所示。
图5应变式力传感器称重实验（客户端）
五. 注意事项
1. LYB-5-A型传感器的称重或测量不超过2Kg的力（平稳，不含过强冲击）。
2. 在客户端标定过程中，必须保持客户端与服务器端同步。
3. 不要冲击传感器或在其上施加过大的力，以免因过载而损坏传感器。
六. 实验报告要求
1. 根据实验内容整理实验结果，并分析和说明其检测原理。
2. 在客户端标定过程中，必须保持客户端与服务器端同步。
七. 思考题
1. 分析测量误差。
2. 应用于称重的传感器还有那些？简述其工作原理。
附录：实验信号处理框图。