传感器的标定

2.4.2 传感器的静态标定
(2)标准器具精度的选择 为保证标定精度，须选择与被标定传感器
的精度要求相适应的一定等级的标准器具（一 般所用的测量仪器和设备的精度至少要比被标 定传感器的精度高一个量级），它应符合国家 计量量值传递的规定，或经计量部门检定合 格。这样，通过标定所确定的传感器精度才是 可靠的。
标定分类
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标定 装置
标准传 待标定 输出量 感器 传感器 显示
输出量 测量
2.4.2 传感器的静态标定
1 静态标定的条件与仪器精度 2 静态标定的过程步骤
2.4.2 传感器的静态标定
1.静态标定的条件与仪器精度 (1)传感器静态标定的条件 传感器的静态标定是在静态标准条件下进行
的。静态标准条件是指无加速度、振动与冲击 （除非这些参数本身就是被测物理量），环境温 度一般为室温（205C），相对湿度不大于 85%，大气压力为101.327.999kPa。
2.4 传感器的标定
所谓传感器的标定，是指通过试验建立传 感器输出与输入之间的关系并确定不同使用条 件下的误差这样一个过程。
一般来说，对传感器进行标定时，必须以 国家和地方计量部门的有关检定规程为依据， 选择正确的标定条件和适当的仪器设备，按照 一定的程序进行。
2.4 传感器的标定
2.4.1 传感器标定的意义 2.4.2 传感器的静态标定 2.4.3 传感器的动态标定
2.4.2 传感器的静态标定
2.静态标定的过程步骤
静态标定须遵循一定的程序，其过程步骤为：
①将传感器全量程（测量范围）分成若干等间距点。
②根据传感器量程分点情况，由小到大逐渐一点一点 地输入标准量值，并记录与各输入值对应的输出值。
③将输入值由大到小一点一点地减下来，同时记录与 各输入值对应的输出值。
2.4.3 传感器的动态标定
1. 实验确定一阶传感器时间常数的方法
测量一阶传感器的阶
x ( t)
2.4.1 传感器标定的意义
对传感器进行标定，目的是依据试验数据确 定传感器的各项性能指标，实际上也就是确定传 感器的测量精度。传感器制造出来之后，自身的 测量精度就客观确定了。但标定结果可能因所用 的标定装置或标定数据处理方法不同而出现差异。 一个高精度的传感器，如果标定方法不当，则很 可能在实测中产生较大的误差；反之，一个精度 不太高的传感器，如果标定方法得当，反而可能 在实测中产生较小的误差。
（3）传感器使用、存储一段时间后，也须 对其主要技术指标进行复测，称为校准（校准 和标定本质上是一样的），以确保其性能指标 达到要求。
（4）对出现故障的传感器，若经修理还可 继续使用，修理后也必须再次进行标定试验， 因为它的某些指标可能发生了变化。
2.4.1 传感器标定的意义
2.传感器标定的基本方法 将已知的被测量作为待标定传感器的输入，
同时用输出量测量环节将待标定传感器的输出 信号测量并显示出来（待标定传感器本身包括 后续测量电路和显示部分时，标定系统也可不 要输出量测量环节）；对所获得的传感器输入 量和输出量进行处理和比较，从而得到一系列 表征两者对应关系的标定曲线，进而得到传感 器性能指标的实测结果。
2.4.1 传感器标定的意义
2.4.1 传感器标定的意义
1.传感器标定的意义 （1）是设计、制造和使用传感器的一个
重要环节。任何传感器在制造、装配完毕后都 须对设计指标进行标定试验，以保证量值的准 确传递。
（2）对新研制的传感器，须进行标定试 验，才能用标定数据进行量值传递，而标定数 据又可作为改进传感器设计的重要依据。
2.4.1 传感器标定的意义
2.4.1 传感器标定的意义
显然，提高标定设备、指示仪器的精度有 助于提高标定精度。按有关规定，标定设备、 指示仪器的精度都有一最低要求。在此规定上， 标定设备和指示仪器的精度越高，标定的精度 也越高。数据处理的方法很多，不同的方法有 不同的精度，因此，提高对标定数据处理的精 度也很重要。
2.4.1 传感器标定的意义
确定这些参数的方法很多，一般是通过实 验确定，如测量传感器的阶跃响应、正弦响 应、线性输入响应、白噪声，及用机械振动法 等。其中最常用的是测量传感器的阶跃响应。
2.4.3 传感器的动态标定
1 实验确定一阶传感器时间常数的方法 2 实验确定二阶传感器自然振荡频率与阻
尼比的方法 3 确定传感器动态参数的其他方法
还应注意减小环境变化引起的误差。传感器 一般由制造厂在实验室内按规定条件进行标定。 通常希望传感器的标定状态尽可能模拟实际测量 状态，但在实验室内不可能模拟各种使用状态。 使用状态改变引起测试数据变化时，将会给测量 带来明显的误差。为此，设计传感器时就应考虑 这一因素的影响。某些环境条件对传感器输出的 影响不可消除时，可在特定条件下标定，并给出 在不同条件下标定值的修正系数或修正公式。若 能在测量现场进行标定，则效果更好。
3.传感器标定的分类 （1）根据被测量进行分类 ①绝对标定法 被测量是由高精度的设备
产生并测量其大小的。特点：精度较高，但较 复杂。
②相对标定法或比较标定法 被测量是用 根据绝对标定法标定好的标准传感器来测量的。 特点：简单易行，但标定精度较低。
如图所示。
2.4.1 传感器标定的意义
（2）根据标定的内容分类 ①静态标定 确定传感器的静态指标，主 要有线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。 ②动态标定 确定传感器的动态指标，主 要有时间常数、自然振荡频率和阻尼比等。 有时根据需要也对非测量方向（因素）的 灵敏度、温度响应、环境影响等进行标定。
2.4.2 传感器的静态标定
④按②、③所述过程，对传感器进行正、 反行程往复循环多次测试（一般为3~10次）， 将得到的输出输入测试数据用表格列出或绘成 曲线。
⑤对测试数据进行必要的处理，根据处理 结果确定传感器的线性度、灵敏度、迟滞和重 复性等静态特性指标。
2.4.3 传感器的动态标定
传感器的动态标定主要用于确定传感器的 动态技术指标。动态技术指标主要是研究传感 器的动态响应，而与动态响应有关的参数，一 阶传感器只有一个时间常数τ，二阶传感器则 有自然振荡频率wn和阻尼比ζ两个参数。