压力传感器动态特性研究
高压动态校准实验研究
ＨＮ ／ ２高压激波管、水激波管、水下点爆源、火药
激波 管 、Ｈ Ｓ６激 波 管 、准 ６压 力校 准 、预应 力 快 ／Ｆ
速阀门……等方法。真正转化为校准设备并形成校
准能 力 的 只 有 西 安 的 ２４所 的 Ｈ Ｎ ０ ／ ２高压 激 波 管 （ 压力 达 １０ＭＰ ） ０ ａ ，以及北 京 的 ３４所 的预应 力 阀 ０ 门 （ 力达 １０ Ｐ ） 压 ００ Ｍ ａ ，其余 的技 术 虽 各具 特 色 ， 但 因各 种原 因未 能成 为可用 的技 术 。
维普资讯
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实
验
技
术
与
管
理
第２ ４卷
第９ 期
２０ 年 ９ ０７ 月
ＣＮｌ ｌ一２ ３ ／Ｔ ｏ４
Ｅｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｎ ａ ｅ ｎ ｐ ｒｍｅ ｔｌＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｍａ ｇ ｍｅ ｔ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ９ Ｓ ｐ ０ １２ ． ｅ ．２ ０７
特性 ，此特性 的获取正是高压动态校准理论与方法 所 应解决 的。
美 国在 ２ ０世纪 ５ ０年代 开始研 究压 力 动态校 准 的理 论 和方 法 ，到 ７ ０年代 进 入 高潮 ，而 涉及 高 压 动 态校准 的文献 几乎 没有 。只有 在一些 高压 传感 器 研究 的文 献 中偶 尔 提 到 传 感 器 进 行 动 态 校 准 的 结 果 ，如 有文献 提 到某传感 器 在 激波 管 内进 行 了 ６０ ０
价值 的结论 。
关键词 ：压力传感器 ；高压 ；动态校准 ；相关谱分析
中图分 类号 ： Ｂ ３ Ｔ ９５ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：１０ －９６ ２０ ）９ ０２ — ３ ０ ２４ ５ （０ ７ ０ — ０ ９ ０
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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压力传感器动态特性研究
图 １ 激 波 管 标 定 装 置 系 统 原 理 框 图
１ 一高压室 ； 氐压室 ；一膜 片 ；一被标定 的传感器 ； ２ ３ ４
５６ 、一测速压力传感器 ； ７ 一测 速前 置级 ； ８ 一数字频率计 ；
９ 测压前置级 ；０ 一 １一记 录显示装置 ；
１ 一气瓶 ； 一 气压 表 ； 一泄气 门 １ １ ２ ｌ ３
安徽省 高校 自然科学基金项 目（ 编号 ：５ ２０ ８ ０ ０ １２ ）
２０ ０８年第 ５ 期
煤
矿
机
电
・９・ ２
①压力幅值 范 围广 ； ②频率 范 围（ ｋ ｚ ２ ５ Ｈ ） ２ Ｈ 一 ． Ｍ ｚ 充分覆盖被校压力传感器 的各种模态 ： ③产生较理
想 的阶跃 信号 ， 于分 析 和 处 理 实 验 数 据 。激 波 管 便
仿 真研 究 。
关键 词 ： 压 力传 感器 ；动 态校 准 ；建模
中 图分类 号 ：Ｍ９ ８ ８ Ｔ ３．１ 文 献标 识码 ： Ｂ 文章编 号 ：０ １— ８４（０ ８ Ｏ ０ ２ １０ ０ ７ ２ ０ ）５— ０ ８—０ ３
Hale Waihona Puke Ｓｔ ｄ ｐ Ｄ ｎ ｍｉ Ｃｈ ｒ ｃｅ ｉ ｉ ｆＰｒ ｓ ｕ ｅ Ｓｅ ｓ ｒ ｕ ｙｕ ｙ ａ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｏ ｅ ｓ ｒ ｎ ｏ ｓｃ
陈玉 ， 刚 李
（． １安徽 工程科 技学院 机械系 ， 安徽 芜湖 ２ １０ ； ． ４０ ０ ２ 国投电厂电建一公司 项 目部 ，安徽 宣城 ２ ２ ５ ） ４０ ２
摘
要 ： 建 立 了压力 传感 器 的激 波管校 准 实验 系统 和传感 器 的动态数 学模 型 ， 行 了实验研 究和 进
压力传感器检测报告模板
压力传感器检测报告模板一、背景介绍本次检测旨在测试压力传感器的准确性、稳定性和可靠性。
压力传感器是一种用于测量压力的设备，广泛应用于工业、医疗和科学领域。
本次检测的目的是确保压力传感器在工作过程中能够提供准确和可靠的压力数据，以便于正确的监测和控制。
二、检测方法1. 测试设备：用于检测压力传感器的测试仪器、标准压力表、参考压力源等。
2. 检测标准：根据相关规范和需求，制定相应的检测标准并进行测试。
三、检测内容1. 静态特性测试：- 零点漂移：在无压力输入时，记录压力传感器输出的稳定数值，评估零点漂移情况。
- 灵敏度：施加不同压力值，记录压力传感器输出的数值变化，评估灵敏度。
2. 动态特性测试：- 响应时间：施加快速变化的压力信号，记录压力传感器输出的时间响应，评估响应时间。
- 周波数响应：测试压力传感器对不同频率压力信号的响应情况，评估压力传感器的频率响应特性。
3. 线性性能测试：- 施加一系列等间隔的压力值，记录压力传感器输出的数值变化，评估线性性能。
4. 环境适应性测试：- 测试压力传感器在不同温度、湿度、振动等环境条件下的工作稳定性和可靠性。
- 确保压力传感器可以在各种环境条件下正常工作，例如工业生产现场、医疗设备等。
四、测试结果1. 零点漂移测试结果：经过测试，压力传感器在无压力输入时，输出值稳定在0.5%范围内，满足相关标准要求。
2. 灵敏度测试结果：施加不同压力值，压力传感器输出的数值变化与施加压力值呈线性关系，灵敏度为2mV/kPa。
3. 响应时间测试结果：压力传感器在快速变化的压力信号输入时，输出响应时间在10ms以内。
4. 线性性能测试结果：施加一系列等间隔压力值，压力传感器输出的数值变化与施加压力值呈线性关系，R²值为0.995。
5. 环境适应性测试结果：在不同环境条件下，压力传感器的稳定性和可靠性均能满足要求，符合相关标准。
五、结论根据上述测试结果，压力传感器在静态特性、动态特性、线性性能和环境适应性等方面均符合相关标准要求，可以正常使用于工业、医疗等领域。
光纤位移压力传感特性的研究实验报告
光纤位移压力传感特性的研究实验报告一、实验目的通过对光纤位移压力传感器的实验研究，掌握其基本工作原理、测量范围及精度等参数，并探究其在实际应用中的优越性。
二、实验原理光纤位移压力传感器的工作原理是利用光纤的受力柔顺性，将光纤上的光束引到探头中，并通过探头感应光纤的受力变化，从而获得被测物体的位移及压力等动态信息。
光纤位移压力传感器主要包括探头、光源和检测器等部分，其中光源产生光波，光束在光纤中传输，光纤上部分受力变形，产生较大的力致光纤光路长度的微小变化，这一微小变化将会对传输的光波偏移一定的角度，经过探头捕获到的信号经过能量变换后传递到检测器，从而实现对光纤位移压力的测量。
三、实验器材光纤位移压力传感器、电源、光源、光电检测器、滑块导轨等。
四、实验流程1.按照实验器材使用说明书将光纤位移压力传感器安装在滑块导轨上；2.将电源连接至光源和光电检测器；3.调整光源和光电检测器的位置，使得光束能够形成一个封闭的光路；4.测量光纤位移压力传感器的初始状态；5.将较大的物体作用在光纤位移压力传感器上，测量其变形后的状态；6.根据读数计算出物体的位移及压力等数据，并进行分析。
五、实验结果本次实验的光纤位移压力传感器的测量范围为0至1000牛，精度可达0.1%。
实验结果表明，在受到外来压力影响时，光纤位移压力传感器能够产生一定的光路长度变化，通过对这种变化的测量，能够较为准确地对外来压力进行测量。
此外，在位移测量方面，本次实验中的光纤位移压力传感器也表现出了较为优越的性能，能够实现对微小变形的高精度测量。
本次光纤位移压力传感器的实验研究表明，该传感器具有较高灵敏度，能够实现高精度的位移、压力测量，适用于需要实时监控、远距离测量等多种应用场景。
通过对其功耗、精度等方面的分析，进一步优化传感器的性能，可以提升其在实际应用中的可靠性和适用性。
传感器研究方法
传感器研究方法引言：传感器是现代科技发展中的重要组成部分，广泛应用于各个领域。
传感器研究方法是指为了提高传感器的性能和功能而进行的一系列科学研究和实验方法。
本文将从传感器的选择、设计、制造、测试等方面介绍传感器研究的方法和技术。
一、传感器的选择方法在进行传感器研究之前，首先需要选择合适的传感器。
传感器的选择应根据具体的应用场景和测量要求来进行。
首先要明确测量的物理量，然后根据物理量的特点选择相应的传感器类型。
例如，温度传感器适用于测量温度，压力传感器适用于测量压力等。
此外，还需要考虑传感器的测量范围、精度、响应时间、耐久性等指标，以及成本和可靠性等因素。
二、传感器的设计方法传感器的设计是传感器研究的核心内容之一。
传感器的设计应根据测量要求和目标性能来进行。
设计传感器时，需要考虑传感器的结构、材料、电路等方面。
首先要确定传感器的工作原理和测量方式，然后根据原理选择合适的材料和结构。
例如，利用电阻变化原理的传感器可以选择合适的材料和电路设计。
此外，还需要考虑传感器的尺寸、重量、功耗等因素，以及传感器与被测对象之间的耦合方式和信号处理方法。
三、传感器的制造方法传感器的制造是将传感器设计转化为实际产品的过程。
传感器的制造需要采用一系列工艺和技术来实现。
首先要准备所需的材料和元器件，并进行加工和组装。
例如，利用半导体材料制造压力传感器时，需要进行晶圆加工、沉积、刻蚀等工艺步骤。
在制造过程中，还需要进行质量控制和测试，以保证传感器的性能和质量。
四、传感器的测试方法传感器的测试是评价传感器性能和功能的重要手段。
传感器的测试应根据测量要求和标准来进行。
传感器的测试可以分为静态测试和动态测试两种方式。
静态测试是指在静止状态下对传感器进行测试，例如对传感器的灵敏度、线性度、稳定性等进行测试。
动态测试是指在动态工况下对传感器进行测试，例如对传感器的响应时间、动态特性等进行测试。
传感器的测试需要选择合适的测试设备和方法，并进行数据采集和分析，以评估传感器的性能和可靠性。
压力动态特性实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在研究压力传感器的动态特性，包括响应时间、频率响应、相位响应等，以评估其在不同动态压力变化下的性能。
通过实验，我们可以了解压力传感器在实际应用中的动态表现，为后续的设计和优化提供依据。
二、实验原理压力传感器的动态特性主要取决于其内部结构和传感原理。
本实验采用压电式压力传感器，其工作原理基于压电效应，即在压力作用下产生电荷，通过电荷的积累和转换，实现压力信号的输出。
三、实验设备1. 压电式压力传感器2. 数字信号采集器3. 动态压力发生器4. 计算机及数据采集软件5. 标准压力计四、实验步骤1. 连接设备：将压力传感器、数字信号采集器、动态压力发生器等设备连接好，确保连接牢固，无误接。
2. 设置参数：根据实验要求，设置动态压力发生器的压力变化范围、频率和持续时间等参数。
3. 数据采集：启动动态压力发生器，同时启动数字信号采集器，记录压力传感器输出的电压信号。
4. 数据分析：将采集到的数据导入计算机，利用数据采集软件进行分析，包括计算响应时间、频率响应、相位响应等参数。
5. 结果对比：将实验结果与标准压力计的读数进行对比，评估压力传感器的准确性和稳定性。
五、实验结果与分析1. 响应时间：通过实验，压力传感器的响应时间为0.5ms，表明其响应速度快，能够满足动态压力测量的需求。
2. 频率响应：实验结果显示，压力传感器的频率响应范围为10Hz～100kHz，满足一般动态压力测量的要求。
3. 相位响应：实验表明，压力传感器的相位响应在-90°～0°范围内，符合预期。
六、实验结论通过本次实验，我们得出以下结论：1. 压电式压力传感器具有响应速度快、频率响应范围宽、相位响应稳定等优点，能够满足动态压力测量的需求。
2. 在实际应用中，应根据具体测量需求选择合适的压力传感器，并注意其动态特性的影响。
七、实验注意事项1. 实验过程中，确保设备连接牢固，防止因接触不良导致数据采集错误。
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
油膜压力传感器动态特性试验研究
ｒｄ —ｒ ｑ ｅ ｃ ｈ ａ ｔｒｓｉ ｎ ｈ ｙ ａ ｃ ｓ ｎ ｉ ｖｔ ｆｔ ｅｓ ｎ ｏ ｒ ｎ ｙ ｅ ．ｎ１ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗｓｔ ｅｓ ｎ ｏ ａ ｅ— ｕ ｅ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ａ ｃｅ ｔ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｅ ｓｔ ｉ ｏ ｅ ｓ ｒｗｅ ｅａ ａ ｚ ｄ ｒ ｅ ｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｈ ｅ ｓ ｒｈ ｓｂ ｔ ｒ ｉ ｃ ｉ ｙ ｈ ｌ
２ ＣＮＨＴ ｅ ｈ ｉａ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔＣ ｎｒ ，ｉａ ｈ ｎ ｏ ｇ２ ０ ０ Ｃ ｉａ ． Ｃ Ｔ ｃ ｎｃ ｌＤ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ｔｅ Ｊｎ ｎＳ ａ ｄ ｎ ５ ０ ２， ｈｎ ；
３ Ｎ ｔｎ ｌ ｅｖ ｕｙＴｕ ｋＧ ｏｐＪ ａ ｘ ． ａ ｏａ Ｈ ａｙＤ ｔ ｒｃ ｒ ｉ ｎＡ ｌ Ｔａｓ ｉ ｉｎＣ ． ｔ，ｉａ ｈｎ ｏｇ２０ １ ， ｈ ａ ｉ ｕ ｎ ｅ＆ ｒｎｍ ｓ ｏ ｏＬｄ Ｊ ｎＳ ａｄ ｎ ５ １６ Ｃ ｉ ） ｓ ｎ ｎ
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Ｍａ Ｊｎ ｕ Ｌ ａｎ ｏｕ Ｚｈ ａ ｙ Ｃｈ ｇ Ｙｉｇ ｉｋ ｉ ｕ Ｃｈ ｇｈ ａｉ Ｘｉｏ ａｎ ｅｎ ｎ
（ ．ｃｏｌ ｆ ｅｈｎｃｌ ｎｉｅｒ ｇ Ｓａｄ ｎ ｎｖｒｔ，ｉａ ｈ ｎ ｏｇ２０ ６ ，ｈｎ ； １ Ｓｈｏ ｃ ａｉ ｇ ｅｉ ，ｈｎ ｏｇＵ ｉｅｓｙＪ ｎＳ ａｄ ｎ ５０ １ Ｃ ｉａ ｏＭ ａＥ ｎ ｎ ｉ ｎ
ｓｎｓｂｌｔ ． ｅ ｉ ｉ ｙ ｉ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｒｓ ｕ ｅ ｔａ ｓ ｕ ｅ ；ｍｐ ｃ ｘ ｉ ｔ ｎ； ｙ ａ ｃ ｃ ａａ ｔｒ Ｆｏ ｒｅ ｒｎ ｆｒ ｙ ｒｓ ｐ ｅ ｓ ｒ ｒ ｎ ｄ ｃ ｒ ｉ ａ ｔｅ ｃ ｔ ｉ ｄ ａｏ ｎ ｍｉ ｈ ｃ ｅ ； ｕ ｒｔａ ｓｏ ｒ ｉ ｍ
压力传感器原理
压力传感器原理压力传感器原理与应用.压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。
科学家根据晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。
某些晶体介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效应；当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。
这个效应研制出了压力传感器。
压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。
其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。
由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。
而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。
磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以已经得到了广泛的应用。
压力传感器原理在现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在的压电陶瓷，包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。
压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。
实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。
压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。
压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。
它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。
压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。
压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。
也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。
压力传感器特性的研究精选全文
– 46– Ⅲ 基础物理实验图2-1 等截面梁结构示意图可编辑修改精选全文完整版实验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，Ⅲ 基础物理实验 – 47 –图 2-2 应变片差动电桥电路其余各量均为常量。
所以，应变ε0与压力F 成正比。
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。
发动机MAP传感器动态特性相关问题的探讨
１ 进 气 歧 管 中 的压 力 脉 动 对 空燃 比控 制 的
影 响
１１ 进气歧 管中 的压 力脉 动 ． 进气歧 管 中的压力 脉动 的实质 是发 动机 的间歇
击 ・ ‘
一
【 （ １ ， ） （ ） 。 ， （ ２ ）
击 ・＇ ７
式 中 ， 是 通 过 进 气 阀进 人 气 缸 的 空 气 质 量 流 量 ； １ 发 动 ／是 ．
值 出现 在 ４次谐 波处 ［ ５ ＿
器 的参数选 择 、 号 的采 样 方式 、 否需要 对传 感器 信 是 进行 动态 补偿等 ．从而 为 电控 单元 中压 力信号 采集
通 道的设计 和控制 策 略的开发 提供 了基本 依据
１２ 进 气歧 管 中的压 力脉 动对 空燃 比控 制的影 响 ．
形式 传播 到进 气管 口时又被 反射 回来 ． 成压 力 波 。 形
因此 ， 动机进 气 口处 空气质 量流 量 的脉动很 大 ， 发 相 比之下 ． 由于节气 门的滤 波作用 和进气 增压作 用 ． 进
的设 计和信 号采样 速率 的确定 ．为 了 瞬态 空燃 比的
精确 控制 ． 求具 有有 限响应 时间 的 ＭＡ 要 Ｐ传 感器 必 须 能及时 准确地 复现 发动 机 的泵 气脉 动 ［ ］ 因此 。 １。 － ３ ＭＡ Ｐ传 感 器 动态 特 性 的研 究 是 正 确 设计 发 动 机 控 制 系统 、 制定 合适控 制策 略 的前 提 。 在前期 的研究 工作 中 ．我们对 一种 商 品化的发
有所 改 变
动 机进气歧 管压力 传感器 进行 了动 态标定 ．系统地 研 究 了其 动态特性 ． 建立 了 ＭＡ Ｐ传 感器 的动态数 学
模 型 ．并 通过大量 实验数 据对 所建 模 型的正确性 进 行 了验证 ［。 在此基 础上 。 文着重 讨论发 动机 控制 本 系统设 计 中 与 ＭＡ Ｐ传 感器 动 态 特性 相关 的一 些 问 题。 包括压 力脉动 对空燃 比控 制 的影 响 、 混 叠滤波 抗
应变式压力传感器特性与试验规范
S——室温时的输出灵敏度。 也可用下列近似公式计算：
aT= YFST − YFS 0 • 100(℃-1)
(4)
YFS (T − T0 )
式中：YFST——温度 T 时的满量程输出；
YFS0——温度 T0 时的满量程输出；
YFS——室温时的满量程输出。
2.2.8.5 温度梯度误差：表示为“在（规定部分）承受从
1.4 输出灵敏度
output sensitivity
传感器输出电压或输出电流的变化值与相应被测压力的变化值之比。
1.5 温度梯度误差
temperature gradient error
测量介质的温度与环境不同时产生的输出误差。
1.6 零位输出百分比
zero output ratio
零位输出与满量程输出的百分比。
④ 若有内部补偿，校准等线路的传感器要在图中表示出它们的位置。
⑤ 屏蔽电缆中与图 1 一致的引线颜色必须按图上规定连接，与图不一致的颜色应在文
件中另加说明。
2.1.12 外观
传感器外观不得有机械缺陷，组装牢靠，标志完整。
2.2 性能指标
2.2.1 测量范围
测量范围从
Pa 到
Pa。
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1 名词术语
1.1 密封参考压力
sealed pressure
密封式压力传感器的密封腔内存在的压力。
1.2 额定激励电压
rated excitation voltage
设计时给出的能保证各项性能指标的电源电压。
1.3 最大激励电压
maximum excitation voltage
(完整版)四种压力传感器的基本工作原理及特点
四种压力传感器的基本工作原理及特点一：电阻应变式传感器1 1电阻应变式传感器定义被测的动态压力作用在弹性敏感元件上，使它产生变形，在其变形的部位粘贴有电阻应变片，电阻应变片感受动态压力的变化，按这种原理设计的传感器称为电阻应变式压力传感器。
1.2 电阻应变式传感器的工作原理电阻应变式传感器所粘贴的金属电阻应变片主要有丝式应变片与箔式应变片。
箔式应变片是以厚度为0.002——0.008mm的金属箔片作为敏感栅材料，，箔栅宽度为0.003——0.008mm。
丝式应变片是由一根具有高电阻系数的电阻丝(直径0．015--0．05mm)，平行地排成栅形(一般2——40条)，电阻值60——200 ?，通常为120 ?，牢贴在薄纸片上，电阻纸两端焊有引出线，表面覆一层薄纸，即制成了纸基的电阻丝式应变片。
测量时，用特制的胶水将金属电阻应变片粘贴于待测的弹性敏感元件表面上，弹性敏感元件随着动态压力而产生变形时，电阻片也跟随变形。
如下图所示。
B为栅宽，L为基长。
材料的电阻变化率由下式决定：R Ad d d（1）R A式中；R—材料电阻由材料力学知识得；[(12)(12)]dRR C K (2)K —金属电阻应变片的敏感度系数式中K 对于确定购金属材料在一定的范围内为一常数，将微分dR 、dL 改写成增量ΔR 、ΔL,可得RLK K R L (3) 由式(2)可知，当弹性敏感元件受到动态压力作用后随之产生相应的变形ε,而形应变值可由丝式应变片或箔式应变片测出，从而得到了ΔR 的变化，也就得到了动态压力的变化，基于这种应变效应的原理实现了动态压力的测量。
1.3电阻应变式传感器的分类及特点测低压用的膜片式压力传感器常用的电阻应变式压力传感器包括测中压用的膜片——应变筒式压力传感器测高压用的应变筒式压力传感器1.3.1膜片——应变筒式压力传感器的特点该传感器的特点是具有较高的强度和抗冲击稳定性，具有优良的静态特性、动态特性和较高的自震频率，可达30khz 以上，测量的上限压力可达到9.6mp a 。
传感器动态性能分析与动态补偿
传感器动态性能分析与动态补偿来源：/app/control/201112/102783.htm传感器的静态特性传感器的静态特性是指对静态的输入信号，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。
传感器的动态特性所谓动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。
在实际工作中，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，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。
dB(Decibel，分贝) 是一个纯计数单位，本意是表示两个量的比值大小，没有单位对于功率，dB = 10*lg(A/B)。
对于电压或电流，dB = 20*lg(A/B)。
-3=10*lg(x)x=0.5 (8-20Hz)刹那是指一个心念起动的极短时间即为一“念”，20念为一瞬，20瞬为一弹指，20弹指为一罗预，20罗预为一须臾，30须臾为一昼夜，如此算来，一刹那就是0.018秒。
摘要：在对炮口冲击波测试中，压力传感器的动态性能指标是否满足测量要求至关重要。
本文通过GLS（SF）方法建立压力传感器的数学模型，并由数学模型求出动态性能指标。
然而该传感器的动态性能指标不能满足测量要求，针对此问题本文采用零极点相消的方法设计出动态补偿滤波器，明显提高了该传感器的动态性能，最终解决了该冲击波的测量问题。
1 引言在炮口冲击波测试系统中，需要对冲击波高压信号进行动态测量。
由于炮口冲击波是一种高速压力波，信号的频带很宽（有效带宽约为70KHZ），信号上升一般在数ua内，且持续时间短，所以要求压力传感器的工作频带宽、响应时间快。
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毕业论文压力传感器动态特性研究学生姓名：学号：仪器与电子学院学专业：指导教师：2015年 6月压力传感器动态特性研究摘要当代传感器技术发展迅速，无论对于人类的日常生活和工业生产，传感器都是一项不可或缺的技术。
其中，压力传感器是应用最为广泛的一类传感器，在工业、农业、化工以及航空航海等各个领域都能施展拳脚。
压力传感器的功能是准确检测到待测压力的压力值和压力变化，在实际使用过程中，压力传感器需要在一些高压环境下工作，要求其具有良好的动态特性，因此研究传感器的动态特性十分的重要。
本文主要针对数学模型在处理实验数据中的重要地位，并结合利用激波管对压力传感器进行动态校准实验，介绍如何利用系统辨识法中的最小二乘参数估计来建立动态数学模型的方法。
并利用Matlab/Simulink模块进行软件建模仿真，由仿真结果确定其数学模型的可信度,并利用软件分析压力传感器的动态特性。
关键词：传感器，动态特性，系统辨识，最小二乘法Dynamic characteristics of the pressure sensorAbstractModern sensor technology is developing rapidly, both for human daily life and industrial production, the sensor is an indispensable technology. Wherein the pressure sensor is the most widely used class of sensors in various fields of industry, agriculture, chemical and aviation navigation and so can their fists. Function of the pressure sensor is to be measured accurately detect a pressure value and pressure changes, in actual use, the pressure sensor needs to work in some high-pressure environment, is required to have excellent dynamic characteristics, the study of the dynamic characteristics of the sensor is important.In this paper, a mathematical model for the processing of experimental data in an important position, combined with the use of shock tube for dynamic pressure sensor calibration experiment on how to use the system parameter identification method of least squares method to build a dynamic mathematical model estimates. And the use of Matlab / Simulink software simulation modules, determine its credibility mathematical model simulation results, and the use of software to analyze the dynamic characteristics of the pressure sensor.Keywords: sensors, dynamic characteristics, system identification, least square method目录1 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 辨识建模研究现状 (3)1.4 本文研究重点 (3)2 压力传感器分类及基本原理 (4)2.1 概述 (4)2.2 压电式压力传感器原理及应用 (4)2.3 压阻式压力传感器原理及应用 (4)2.4 电容式压力传感器原理及应用 (5)3 压力传感器动态特性测试系统 (6)3.1 动态校准装置 (6)3.1.1 稳态压力源装置 (6)3.1.2 非稳态压力源装置 (6)3.1.3 激波管结构 (7)3.1.4 激波管工作原理 (7)3.2 动态校准过程 (7)3.2.1 激波管动态校准实验 (7)3.2.2 激波管阶跃压力波的性质 (9)3.3 数据预处理 (10)4 压力传感器动态建模方法及软件模拟 (12)4.1 概述 (12)4.2 系统辨识的定义 (12)4.3 系统辨识法 (13)4.3 最小二乘的引出 (14)4.4 参数最小二乘估计 (14)4.5 基于残差平方和的模型阶次估计准则 (17)5 压阻式压力传感器动态特性仿真与验证 (18)5.1 MATLAB和SIMULINK (18)5.2 压力传感器动态特性仿真 (19)6 压力传感器动态特性分析 (24)6.1 压力传感器的性能指标 (24)6.1.1 传感器静态性能指标 (24)6.1.2 传感器动态性能指标 (24)6.2 不同压力传感器特性比较 (29)7 总结与展望 (31)7.1 本文总结 (31)7.2 工作展望 (31)附录 (32)参考文献 (34)致谢 (36)第一章绪论1.1 研究背景传感器是众多测试系统组成的核心部分，是测控系统的重要环节，是能够自动获取信息的重要装置。
随着科学技术的不断发展，在工程测试和技术开发等一些领域，都逐渐要求进行动态测量，要求了解瞬态过程中传感器参数的变化规律。
压力传感器的功能是准确检测到待测压力的压力值和压力变化[1]。
待测压力值可能在一段时间内比较稳定平缓，而在另外一段时间内发生急剧的变化，因此传感器有两个重要的基本特性：静态特性和动态特性。
在待测压力不变或者变化缓慢的情况下体现了压力传感器的静态特性，而在待测压力急剧变化时要求压力传感器的动态特性好。
传感器性能指标是衡量其优劣的标准，是其设计的目标，是用户选择的依据。
根据被测量是否随时间变化，传感器表现出两种特性：静态特性和动态特性。
迄今为止，国内外对于传感器静态特性的研究已经比较深入全面，由于静态标定设备比较普遍，各种传感器的说明书中，一般都标注静态性能指标。
而对传感器动态特性研究较少，起步较晚。
国内在此方面更为落后，主要原因是(1)受实验设备的限制，有些传感器生产厂家不具备动态标定设备，产品使用说明书中尚无动态性能指标；(2)技术发展滞后，实践探索工作还不够深入；(3)没有意识到动态特性的重要性，有些产品甚至不给出动态性能指标。
这些情况与动态测量的实际需要是很不相称的，给动态测量领域提出了一个严峻的问题。
近年来，随着生产实践和科学技术的发展，要求进行动态(和瞬态)测量的领域愈来愈多。
例如，航空、航天飞行器某些部件的瞬变温度和压力的测量；物体在装卸时或运动中称重；液压控制系统的瞬态压力测量；枪炮的膛内压力、发动机爆震压力的测量；血管脉动流量的快速测量等等。
人们希望能更深入、定量地了解许多动态(和瞬态)过程中各种参数的实际变化情况，以便进行更好地利用它，以推动科学技术的发展。
前面已提到，现代动态测试系统一般由传感器、信号调理电路与计算机系统组成。
通常信号调理电路与计算机系统的动态响应特性要比传感器的动态响应特性高得多。
因为传感器常常是机电系统，并且将非电量信号转换为电信号输出需要一个过程，所以其动态特性较后二者要差。
因此测试系统的动态特性，主要取决于传感器的动态特性，也可以说传感器是影响整个系统的关键环节。
选用或设计传感器时要特别注意它的动态响应特性。
若传感器的动态性能不佳，就无法快速、无失真的再现动态被测信号随时间变化的规律，无法为其后面的系统提供准确的信息，将带来较大的动态误差，可以说传感器的动态特性将直接影响测试系统功能的发挥。
对传感器动态特性的研究工作开展得比较深入之后，就可以准确了解传感器的动态特性[2]，并采取一定的方法改进其动态性能，一旦许多传感器的动态性能都能满足动态测试的实际要求时，它将有力地推动许多科学研究工作的快速前进。
对于从前苦于没有准确的动态测量手段，对许多瞬态过程的细节了解甚少的情况就可以大大改观。
例如，通过准确测量，知道液压控制系统的瞬态压力是额定工作压力的几倍，就可了解为什么有些部件易于损坏，而将它改进后，整个系统的故障减少，使用寿命增长。
总之，通过对传感器动态性能的研究，可解决动态测量的有关技术问题，使各种传感器都具有明确的动态性能指标，满足科学研究、产品开发和工程实际中对动态测量的要求。
这对科学研究和国民经济发展的影响是很广泛的，深远的，其科学价值和实用价值也是很大的[3]。
1.2 国内外研究现状在国外，上世纪50年代初，美国便开始了传感器动态测试和校准的研究工作。
仅在阿泊汀靶场里就有落锤空气炮、氮气驱动活塞等三种动态性能校准装置。
其中落锤式校准装置导轨高2.44m，锤重2.72-29.48kg，可用于校准液压压力传感器，峰值压力为（35-1406）×10^5Pa，脉冲宽度为1-12ms；对于低量程的压阻传感器，设计了驻波管和负阶压力发生器动态校准系统。
在动态力的校准方面，德国PTB实验室有稳态正弦激振力源振动台校准装置，他能产生最大为1kN的力，校准的频率范围为20Hz-1kHz。
世界著名的英国LDS公司V875振动台最大稳态正弦力幅值为36kN，频率范围为3kHz。
国内，在激波管动态压力校准装置方面，航天部一院计量站在1979年建立了完善的激波管动态压力校准系统。
中科院力学所曾将激波风洞改造为50MPa激波管动态压力校准系统。
80年代初，洛阳工程兵研究所研究了用炸药爆炸所产生的高压来形成激波的原理来制作激波管。
80年代中期，中国气动中心建立了100MPa的激波管。
2004年，北京航天测量技术研究所研发出保持时间可达19ms的激波管。
在负阶跃力校准装置方面，1995年，北京航空航天大学研制了0.01-1MN之间的几种负阶跃力发生器。
浙江大学于1997年采用落锤冲击卸荷的方法研究出可产生幅值达1200kN的负阶压力发生器。
在存在容腔的压力传感器动态特性研究方面，复旦大学陈金娥、柳兆荣教授等利用流体力学、管道压力方程对压力传感器动态特性做了一系列研究。