冲击波压力传感器测试系统的动态标定
冲击波压力传感器灵敏度的动态校准
冲击波压力传感器灵敏度的动态校准
郭炜;俞统昌;李正来;冯晓军
【期刊名称】《火炸药学报》
【年(卷),期】2006(029)003
【摘要】为了定期校准冲击波测试用压力传感器的灵敏度,采用阶跃压力发生器对测量气体介质的传感器灵敏度进行动态校准,产生的阶跃压力信号最高压力为7 MPa;采用水动力脉冲发生器对液体介质动态压力传感器的灵敏度进行动态校准,产生的液体脉冲压力信号最高压力幅值为140 MPa,并可由标准比对传感器准确确定幅值.结果表明,两种方法是准确可靠的,与新出厂校准的动态压力测试用传感器的灵敏度进行比较,相对误差不超过0.6%.
【总页数】3页(P62-64)
【作者】郭炜;俞统昌;李正来;冯晓军
【作者单位】西安近代化学研究所,陕西,西安,710065;西安近代化学研究所,陕西,西安,710065;西安近代化学研究所,陕西,西安,710065;西安近代化学研究所,陕西,西安,710065
【正文语种】中文
【中图分类】TJ55;V241.7
【相关文献】
1.压力传感器动态校准系统的不确定度分析 [J], 马泽;张志杰;张润哲
2.航空发动机防喘压力传感器的动态校准方法 [J], 李欣;李程;胡春艳;周世锋;苗瑞
琪
3.压力传感器测试系统的动态校准及特性分析 [J], 轩春青;轩志伟;赖富文
4.压力传感器的动态校准与性能改进 [J], 张爱萍; 张志杰
5.基于预压水激波管的压力传感器动态校准实验研究 [J], 施祥庆;徐春冬;孔德仁;顾廷炜
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传感器动态标定的方法
传感器动态标定的方法摘要:一、引言1.传感器的重要性2.传感器动态标定的必要性二、传感器动态标定的基本原理1.动态标定的定义2.动态标定的方法分类三、常见动态标定方法详解1.零位法2.递推法3.最小二乘法4.神经网络法四、动态标定的实施步骤1.数据采集2.数据处理3.模型建立与优化4.标定结果分析与评估五、动态标定的应用领域1.工业生产2.交通运输3.医疗健康4.环境监测六、动态标定的发展趋势1.高精度与高速度发展2.智能化与网络化发展3.系统集成与模块化发展七、结论1.动态标定技术的意义2.面临的挑战与应对策略正文:一、引言传感器作为现代科技领域中的重要组成部分,被广泛应用于各个行业。
其性能直接影响着系统的稳定性和准确性。
因此,对传感器进行动态标定至关重要。
本文将介绍传感器动态标定的方法,以提高传感器在实际应用中的可靠性和实用性。
二、传感器动态标定的基本原理1.动态标定的定义动态标定是指在动态条件下,通过对传感器输出信号的测量与分析,确定传感器参数与实际物理量之间的映射关系,从而达到提高传感器测量精度目的的过程。
2.动态标定的方法分类根据不同的实现原理,动态标定方法可分为以下几类:零位法、递推法、最小二乘法、神经网络法等。
三、常见动态标定方法详解1.零位法:通过在动态过程中寻找传感器的零位点,实现对传感器的标定。
2.递推法:根据传感器的实时输出数据,递推估计传感器参数,逐步提高测量精度。
3.最小二乘法:通过最小化误差平方和,求解传感器参数与实际物理量之间的映射关系。
4.神经网络法:利用神经网络的非线性拟合能力,建立传感器输出与实际物理量之间的复杂映射关系。
四、动态标定的实施步骤1.数据采集:在动态试验中,实时采集传感器的输出信号。
2.数据处理:对采集到的数据进行预处理,如滤波、去噪等。
3.模型建立与优化:根据处理后的数据,建立传感器动态模型,并通过优化算法进行参数调整。
4.标定结果分析与评估:对标定结果进行统计分析,评估标定效果。
冲击波压力传感器测试系统的动态标定
第1 期
2004 年 03 月
流 体 力 学 实 验 与 测 量 Experiments and Measurements in Fluid Mechanics
Vol. 18, No. 1 Mar. , 2004
文章编号 : 1007 - 3124( 2004) 01 - 0092 - 05
第 1期
崔海涛等 : 冲击波压力传感器 测试系统的动态标定
93
图1 Fig. 1
激波管标定压电压力传感器系统配置示意图
Sketch of piezoelectri city pressure sensors system calibration i n shocktube
敏感元件表面的平均超压 $P ( t ) 之比定义为压电压 力传感器的电荷灵敏度 S q q( t) Sq = $ P( t ) ( 1)
X
中图分类号 : TP212. 9
文献标识码 : A
Dynamic calibration of shock wave pressure measurement system
CUI Hai tao, LIU Qing - ming
( Nat ional Key Laboratory for the Prevention and Control of Explosion and Disasters, Beijing Inst itute of Tech nology, Beijing 100081, China) Abstract : This paper mainly introduces the calibration method of piezoelectricity pressure sensors in the pressure field test ing. The sensor used in the testing is made of piezoelectricity crystal and it can directly trans form the pressure signal into electricity signal. Its output is in proport ion to the measured pressure. This kind of sensor has the virtue of large testing pressure range, good linearity, rapid respond, high pressure - electricity sensitivity and less geometrical size. In this paper the calibration method of piezoelectricity pressure sensor is given in the laboratory and in the open -field respectively and is studied contrastively. Key words: pressure field testing; piezoelectricity pressure sensors; calibration; pressure - electricity sen sitivity
传感器动态标定,一阶标定主要确定
传感器动态标定,一阶标定主要确定传感器是现代工业中不可或缺的装置,也是控制系统中非常重要的组成部分。
传感器动态标定是确定传感器响应特性的过程,在传感器实际应用中起着至关重要的作用。
本文将详细介绍传感器动态标定的一阶标定方法,让用户轻松掌握这一重要的技术。
一、传感器动态标定的定义和意义传感器动态标定是指在传感器响应过程中,对传感器的特征进行精确定量化的过程。
由于传感器受到环境干扰和传感器自身因素的影响,其响应特性会发生变化。
因此,在应用过程中需要对传感器进行标定,以消除这些影响,使其响应输出符合应用要求。
传感器动态标定的意义在于,标定结果可以确定传感器输出与输入信号之间的关系,从而提高系统的可靠性和精度。
同时,其可以提高传感器的稳定性和准确度,以满足实际应用的要求。
二、一阶标定的基本概念一阶标定是指通过对传感器响应时间常数进行标定,来确定传感器的响应特性的一种方法。
该方法通常采用脉冲输入或步进输入的方法进行,通过测量传感器的响应时间和衰减特性,确定传感器的动态特性参数,从而对其进行一阶标定。
脉冲输入和步进输入都是一种确定传感器响应特性的有效方法,通过记录传感器输出信号和输入信号之间的时间差,可以得出传感器响应时间和衰减时间,从而确定传感器的动态特性参数。
三、实施一阶标定的流程一阶标定的实施流程主要包括以下几个步骤。
1.设置实验条件在进行一阶标定实验之前,需要对实验条件进行设置。
包括选择传感器的输入信号、测试仪器的选择和设置、实验环境的温度、湿度等参数的确定等。
在实验过程中,需要避免环境的影响,保证实验的准确性和可重复性。
2.实验过程的执行在实验过程中,需按照实验计划设置好测试仪器和标定设备,并进行标定方案的准确执行。
一般需要采集大量的数据,并通过相关软件进行数据分析和处理,以获取传感器的动态特性参数。
3.数据处理和标定结果的确定通过数据处理和分析,可以得出传感器的动态特性参数,如响应时间常数、衰减时间常数等。
JJG 624—89压力传感器动态校准试行检定规程
压力传感器动态校准试行检定规程Verfication Regulation of Pressure Transducer DynamicJJG 624—89本检定规程经国家技术监督局于1989年8月15日批准,并自1990年5月1日起施行。
归口单位:航空航天部第三○四研究所起草单位:航空航天部第三○四研究所本规程技术条文由起草单位负责解释。
本规程主要起草人:成志尧(航空航天部第三○四研究所)马彭骥(航空航天部第一○二研究所)赵鹤龙(航空航天部第三○四研究所)参加起草人:韩慧文(中国计量科学研究院)周红旗(航空航天部第三○四研究所)丛森(航空航天部第三○四研究所)目次一概述二技术要求三检定条件四检定项目五检定方法六检定结果处理和检定周期附录1 单自由度二阶线性系统附录2 激波管参数计算附录3 正弦压力发生装置参数计算附录4 检定记录(激波管装置)附录5 检定记录(正弦压力发生装置)附录6 检定证书内容格式压力传感器动态校准试行检定规程本检定规程适用于新制造、使用中和修理后的压力传感器的动态检定。
一概述任何一个动态压力测试系统都是由压力传感器,二次仪表和显示记录仪器三大部分组成。
其中,压力传感器是整个测试系统的重要部分,它直接感受压力的变化。
为了准确、可靠、不失真地记录被测压力信号,压力传感器除了静态特性必须满足要求外,其动态特性也必须满足要求。
本规程对压力传感器的动态特性是把压力传感器作为单自由度二阶线性系统来描述的(见附录1)。
应用激波管等动态校准装置,按本检定规程的程序,可以测定被校压力传感器或压力测试系统的各项动态特性指标。
二技术要求1压力传感器或压力测试系统各组成仪表应有铭牌。
铭牌上应标明其名称、型号、制造厂、编号、出厂时间、量程和精度等。
2压力传感器外观应完整,不应有锈蚀或损伤。
3压力传感器的输入与输出端应有明显标志。
4差压传感器应有高压(+)和低压(-)标志。
5使用中及维修后的压力传感器送检时应有前次校准的检定证书。
压力传感器实验中的压力校准和应变测量技巧
压力传感器实验中的压力校准和应变测量技巧压力传感器是一种能够测量物体受力程度的设备,广泛应用于工业生产、医疗设备和科学研究等领域。
然而,想要正确使用压力传感器进行实验和测量,需要掌握一些压力校准和应变测量的技巧。
首先,压力校准是使用压力传感器前必不可少的环节。
校准的目的是调整传感器的灵敏度和准确度,确保其能够准确地测量压力变化。
常用的压力校准方法有静态校准和动态校准。
静态校准是将压力传感器暴露于一系列已知压力下,并记录传感器输出信号的变化。
根据标定曲线,可以得到传感器输出信号与实际压力之间的对应关系。
在进行静态校准时,需要注意的是避免背景噪声、温度和湿度等因素对校准结果的干扰。
动态校准是通过施加已知的动态压力输入信号到传感器上来进行校准。
常用的动态校准方法有冲击法和震动法。
冲击法是通过施加一个瞬间变化的压力信号触发传感器,从而得到传感器的输出响应,进而校准传感器。
震动法是通过施加一定频率和幅值的振动信号,测量传感器的输出信号,从而确定传感器的灵敏度。
进行压力校准时,需要注意一些技巧。
首先,选择合适的校准设备和校准环境,保证校准设备的准确度要高于被校准的传感器。
其次,校准前要保证传感器工作在稳定的环境中,避免外界因素的干扰。
最后,选择合适的校准方法和合理的校准点,以尽可能覆盖实际应用中的压力变化范围。
除了压力校准,应变测量也是使用压力传感器时需要掌握的技巧之一。
应变测量是指通过测量物体的应变量来反推所受压力的大小。
应变是物体受力时产生的变形,可通过应变计进行测量。
应变计是一种能够测量物体应变的传感器,一般由细长金属片组成。
当物体受到压力时,金属片发生弯曲或伸长,产生应变。
应变计能够将应变转化为电阻值的变化,通过测量电阻值的变化,可以得知应变的大小。
在进行应变测量时,需要注意一些技巧。
首先,应选择合适的应变计和安装方式。
不同的应变计适用于不同的应变范围和测量精度要求,而应变计的安装方式也会影响测量结果的准确性。
10-2压力传感器的动态标定
图10-8为传感器对阶跃压力的响应曲线。由于它是输出压力与时间的 关系曲线,所以又称为时域曲线。若传感器振荡周期 Td 是稳定的,而且 振荡幅度有规律地单调减小,则传感器(或测压系统)可以近似地看成是 单自由度的二阶系统。
由第一章分析可知,只要能得到传感器的无阻尼固有振荡频率 ω0 和 阻尼比 ξ,那么传感器的幅频特性和相频特性可分别表示为
一、激波管标定装置工作原理 激波管标定装置系统如图10-5所示。它由激波管、入射激波测速系统、
标定测量系统及气源等四部分组成。
§10-2 压力传感器的动态标定
(一)激波管
激波管是产生激波的核心部分,由高压室 1 和低压室 2 组成。1、2 之 间由铝或塑料膜片 3 隔开,激波压力的大小由膜片的厚度来决定。实验表明, 软铝片的厚度每 0.1 mm约需 100 N 左右的破膜压力。标定时根据要求对高、 低压室充以不同的压缩空气,低压室一般为一个大气压力,对高压室则充以 高压气体。当高、低压室的压力差达到一定值时膜片破裂,高压气体迅速膨 胀冲入低压室,从而形成激波。这个激波的波阵面压力保持恒定,接近理想 的阶跃波,并以超音速冲向被标定的传感器。传感器在激励下按固有频率产 生一个衰减振荡,如图10-6所示,其波形由显示系统记录下来,用以确定传 感器的动态特性。
W ( j)
Y ( j)
2 sin
2
U 2 V 2 [ 1 ( ) arctan V
X ( j)
AN
2
U
传感器的幅频特性为
相频特性为
W ( j) 2sin U 2 V 2
2
AN
() 1 ( ) arctan V
冲击波压力传感器灵敏度的动态校准
Ke w r s e p o in me h n c ;p e s r e s r e stv t y o d : x l so c a is r s u es n o ;s n ii i y;c l r to a i a i n;s o k wa e b h c v
置, 如精 密 阶跃 压 力 发生 器 、 动 力 脉 冲发 生器 等 。 水
o 1 Pa. A c or i t t e t di on he e o c r c e itc, t m a chi b t e n e or n dy m i f 40M c d ng o h s u es t s ns r ha a t rs i he t ng e w e s ns a d na c c lb a i n vie a d t l r c o t e s ur e ofp e s e m e s e e ai r to de c n heva uet a e t h o c r s ur a ur m nt,a go e u ti bt i e od r s l s o a n d. Co pa i g m rn m e s e en e ul w ih t a ur m tr s t t hedyn m i r s u es nstv t he e v a t y,t e a i r sno o 0 6 . a c p e s r e ii iy w n l a e f c or he r l tveeror i tup t .
引 言
对 于对 空 武 器 、 中兵器 、 伤爆 破 弹药 、 爆 水 杀 云 弹等 各种 兵器 都要 准 确测 定 弹药爆 炸 时产 生的 冲击 波超 压 和冲量 , 以衡 量 武器 的 毁伤效 应 。 由于爆炸 冲 击 波使 周 围介 质 的压 力 、 度 和密 度 快 速 阶跃 式 的 温
压力试验机标定方法
压力试验机标定方法本文介绍了压力试验机的标定方法。
首先介绍了压力试验机的工作原理和结构,然后详细介绍了压力传感器的标定方法和压力控制器的标定方法,最后介绍了压力试验机的误差分析方法和调整方法。
通过本文的介绍,读者将了解到压力试验机的标定方法和调整方法,能够正确使用压力试验机进行试验,提高试验结果的准确性。
关键词:压力试验机;标定方法;误差分析;调整方法一、引言压力试验机是一种用于测量材料或零件在受力作用下的强度、韧性、硬度等性能的测试设备。
在使用压力试验机进行试验时,为了保证试验结果的准确性,需要对压力试验机进行标定和调整。
本文将介绍压力试验机的标定方法和调整方法,帮助读者正确使用压力试验机进行试验。
二、压力试验机的工作原理和结构压力试验机的工作原理是利用压力传感器和压力控制器对试验过程中的压力进行测量和控制。
压力传感器将试验过程中的压力转化为电信号,压力控制器根据设定的压力值控制液压系统的输出压力,使试验过程中的压力保持在设定值范围内。
压力试验机主要由机架、液压系统、压力传感器、压力控制器、试验夹具等组成。
机架是支撑整个试验机的结构,液压系统是压力试验机的核心部件,包括液压泵、液压缸、液压管路等。
压力传感器是将试验过程中的压力转化为电信号的装置,压力控制器是控制液压系统输出压力的装置,试验夹具是将试样固定在试验机上的装置。
三、压力传感器的标定方法压力传感器是将试验过程中的压力转化为电信号的装置,其准确性直接影响到试验结果的准确性。
因此,在使用压力试验机进行试验时,需要对压力传感器进行标定。
压力传感器的标定方法一般分为静态标定和动态标定两种方法。
静态标定是在静止状态下进行的标定,动态标定是在运动状态下进行的标定。
静态标定方法:1. 将压力传感器安装在标准压力表上,调零。
2. 依次施加不同的标准压力值,记录压力传感器输出的电信号值。
3. 绘制压力传感器输出电信号值与标准压力值之间的关系曲线。
动态标定方法:1. 将压力传感器安装在压力试验机上,进行试验。
传感器动态标定的方法
传感器动态标定的方法传感器动态标定的方法涉及到传感器在运行过程中需要校准的问题,其目的是提高传感器的精度和稳定性,以确保传感器数据的准确性和可靠性。
传感器动态标定的方法包括数学模型、实验标定和自适应标定等多种技术手段,下面将针对这些方法进行详细介绍。
一、数学模型数学模型是传感器动态标定的重要手段之一,通过建立传感器的数学模型,可以利用计算方法对传感器进行标定和校正。
常见的数学模型包括线性模型、多项式模型、神经网络模型等。
线性模型是最简单的一种模型,通过对传感器输出进行线性拟合,可以得到传感器的标定系数,从而对传感器进行标定和校正。
多项式模型则可以更好地拟合传感器的非线性特性,提高标定的精度和稳定性。
而神经网络模型则可以通过训练神经网络对传感器进行在线标定,实现自适应校正,适用于复杂环境下传感器的标定。
二、实验标定实验标定是传感器动态标定的常用手段,通过设计标定实验,对传感器进行标定和校正。
在实验标定中,需要选择合适的标定装置和标定方法,确保实验过程的准确性和可靠性。
常见的实验标定方法包括静态标定和动态标定两种。
静态标定是指在受控的环境下对传感器进行标定,通常包括对传感器进行静态加载或受控运动的标定实验。
而动态标定则是指对传感器在真实工作环境下的动态响应进行标定,这种方法更加贴近实际使用场景,可以更好地反映传感器的实际性能。
三、自适应标定自适应标定是传感器动态标定的先进方法,通过传感器自身的反馈信息和算法控制,实现对传感器的在线标定和校正。
自适应标定可以根据传感器输出的实际数据进行实时校正,适应复杂多变的工作环境,保持传感器的高精度和稳定性。
常见的自适应标定方法包括滤波器设计、参数自校正算法等。
通过自适应标定,可以有效提高传感器的实时性和适应性,提高传感器的工作性能和可靠性。
传感器动态标定的方法包括数学模型、实验标定和自适应标定等多种手段,通过这些方法可以对传感器进行精确的标定和校正,提高传感器的测量精度和稳定性,保证传感器数据的可靠性和准确性,满足工业生产和科学研究的需求。
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。
压力传感器标定及校准
压力传感器检定:1.静态检定2.动态检定我们把压力传感器的特性分成两类静态特性和动态特性。
压力传感器静态特性的主要指标是灵敏度、线性度、迟滞、重复性、精度、温度漂移和零点漂移等等。
一般我们校准压力传感器都是校准其静态特性,这是因为我们将压力传感器理想化,认为其固有频率相当大而且本身无阻尼,这时压力传感器的静态特性和动态特性是一样的。
然而在被测压力随时间变化的情况下,压力传感器的输出能否追随输入压力的快速变化是一个很重要的问题。
有的压力传感器尽管其静态特性非常好,但由于不能很好地追随输入压力的快速变化而导致严重的误差,有时甚至出现高达百分之百的动态误差。
所以我们必须要进行压力传感器动态特性的校准,认真分析其动态响应特性。
压力传感器动态特性可以用它的上升时间、固有频率、幅频特性、相频特性等参数来描述。
迟滞e H:正行程与反行程之间的曲线的不重合度;线性度e L(非线性误差):输入输出校准曲线(实际)与选定的拟合直线之间的吻合程度;重复性e R:正行程或反行程曲线多次测量时曲线的一致程度;置信系数a=2(95.4%)或a=3(99.73%)贝塞尔公式线性度、迟滞反映系统误差;重复性反映偶然误差。
误差(三者反应系统总误差)e S:e S=或根据检定规程一《压力传感器静态》,在校准精密线性压力传感器时给出的校准曲线有二种最小二乘直线和端点平移线。
动态检定:1.瞬态激励法(阶跃信号激励)2.正弦激励法(正弦信号激励)动态检定指标、参数:频率响应、谐振频率、自振频率、阻尼比、上升时间、建立时间、过冲量、灵敏度。
正弦激励法:正弦压力信号输入法是一种间接的检定方法,即被检定的压力传感器和一个“参考”压力传感器相比较,而“参考”压力传感器具有理想的动态性能。
正弦压力激励法在高频、高压时,正弦信号往往严重畸变。
因此一般只能用于小压力或低频范围的检定。
图1 正弦压力标定与校准原理正弦激励法可以采用数字压力表和相位计可以分别测量正弦信号的幅值和相位,测得标准压力传感器测量得到的正弦压力幅值A(等于标准压力传感器响应电压幅值与标准压力传感器幅值灵敏度的乘积)和相位ɵ1,以及被检定压力传感器响应正弦信号的幅值B和相位ɵ 2 ,幅值灵敏度=,相移=ɵ 2 -ɵ1。
压力传感器动态标定
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Y E5850一台,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K D5002一台,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Y E5820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K D5002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500m v/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Shann on 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c h1,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M s 。
传感器动态标定,一阶标定主要确定
传感器动态标定,一阶标定主要确定一阶标定是传感器动态标定的一种常见方法,主要用于确定传感器输出和物理量之间的关系。
在传感器应用中,传感器输出的准确性非常重要,而一阶标定是一种有效的方法来实现这一目标。
一阶标定的关键是建立传感器输出与物理量之间的线性关系。
传感器输出通常是电压、电流或数字信号等形式,而物理量可能是温度、压力、光强等,具体根据传感器的类型和应用而定。
在一阶标定中,一般需要收集一系列的数据,并使用合适的算法来拟合出传感器输出和物理量之间的线性关系。
下面是一阶标定的主要步骤和参考内容:1. 准备标定装置:标定装置是用来模拟特定物理量变化的装置,例如温度控制器、压力泵等。
同时,还需要保证标定装置具有较高的准确性和稳定性,以确保标定结果的可靠性。
2. 收集数据:使用标定装置通过一定范围内的物理量变化,分别记录传感器的输出信号。
数据采集的频率和范围可以根据实际需要进行调整,但需要尽可能覆盖全量程和多个点。
3. 数据处理:对采集到的数据进行处理,主要包括数据清洗、滤波和数据校正等。
数据清洗是为了去除不可靠的数据和噪声,滤波是为了平滑数据并去除高频噪声,数据校正是为了校正由于环境因素或传感器本身引起的误差。
4. 拟合曲线:选择合适的拟合算法来拟合传感器输出和物理量之间的线性关系。
常见的拟合算法包括线性拟合、最小二乘法等。
拟合曲线的形式可以根据实际需要进行调整,例如线性、多项式、指数等。
5. 确定标定系数:根据拟合曲线的参数,确定一阶标定所需的标定系数。
标定系数包括零点偏移和增益两个参数,分别表示传感器输出和物理量之间的偏移和比例关系。
6. 验证标定结果:使用独立的测试数据集对标定结果进行验证,评估标定结果的准确性和可靠性。
验证结果可以用于调整标定参数和优化标定方法。
以上仅为一阶标定的基本步骤和参考内容,实际应用中可能会有一些额外的调整和细节处理。
传感器动态标定是一个复杂的过程,需要充分考虑传感器的特性、环境因素和应用需求等因素,才能得到准确可靠的标定结果。
冲击波压力传感器测试系统的动态标定
冲击波压力传感器测试系统的动态标定
崔海涛;刘庆明
【期刊名称】《实验流体力学》
【年(卷),期】2004(018)001
【摘要】介绍压力场测试中所采用的压电压力传感器的标定方法.压力场测试中所采用的传感器是一种以压电晶体做敏感元件的压力传感器,它可以将压力讯号直接转换成电荷输出,其输出量与被测量压力成正比.该传感器具有较大的测压范围、较好的线性、快速的上升时间、高的压力-电荷灵敏度和较小的几何尺寸.给出了压电压力传感器的实验室标定方法和野外使用环境条件下的现场标定方法,并进行了对比研究.
【总页数】5页(P92-96)
【作者】崔海涛;刘庆明
【作者单位】北京理工大学爆炸灾害预防、控制国家重点实验室,北京,100081;北京理工大学爆炸灾害预防、控制国家重点实验室,北京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】TP212.9
【相关文献】
1.基于压电式压力传感器的冲击波载荷测试系统设计 [J], 王毅;陆明;丁士轩
2.爆炸容器内小药量实验动态标定压力传感器 [J], 薛冰;马宏昊;沈兆武;余勇
3.引信压力传感器动态标定实验装置的设计 [J], 王锋;董小瑞;毕浩生
4.冲击波测试系统中压力传感器的实时动态补偿实现 [J], 魏娟;张志杰;赵晨阳;李岩峰
5.引信压力传感器动态标定实验装置的设计 [J], 王锋;董小瑞;毕浩生
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冲击波测试系统中压力传感器的实时动态补偿实现
冲击波测试系统中压力传感器的实时动态补偿实现魏娟;张志杰;赵晨阳;李岩峰【期刊名称】《传感技术学报》【年(卷),期】2018(031)004【摘要】The shock wave measurement system must solve the problem of dynamic testing error caused by the effective bandwidth of the sensor,in which the measured signal is difficult to meet or cover when measuring the blast shock signal.Therefore,the dynamic calibration of the sensor is presented to obtain the experimental samples by using a shock tube,the QR decomposition and improved particle swarmoptimization(PSO)algorithm are used to quickly estimate the order and coefficient of the dynamic compensation filter. Due to the limited word length effect of the digital filter,this paper chooses the appropriate the quantization bits of the output data and coefficients to satisfy the stability of the test system.In order to realize real-time online correction,a fully parallel single feedback dynamic compensation structure based on FPGA is designed. The experiment results show that the compensation filter can meets the needs of the actual test,and can significantly improve the dynamic response characteristics of the sensor.%冲击波测试系统在测量爆炸冲击信号时,必须解决因传感器的有效带宽难以满足或覆盖被测信号而引起的动态测试误差的问题.为此,利用激波管来对传感器进行动态标定获取实验样本,采用QR 分解和改进粒子群优化(PSO)算法进行逆滤波快速估计动态补偿滤波器的阶数和系数.因数字滤波器的有限字长效应,本文选取合适的系数及输出数据的量化位数,来满足测试系统的稳定性.为实现实时在线修正,设计了以FPGA为控制与处理核心的全并行单反馈动态补偿结构,对系统硬件补偿前后的动态特性进行分析.实验表明该补偿滤波器能够满足实际测试需求,能够显著地提高传感器的动态响应特性.【总页数】6页(P545-550)【作者】魏娟;张志杰;赵晨阳;李岩峰【作者单位】中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051【正文语种】中文【中图分类】TP212.6【相关文献】1.冲击波压力传感器测试系统的动态标定 [J], 崔海涛;刘庆明2.基于压电式压力传感器的冲击波载荷测试系统设计 [J], 王毅;陆明;丁士轩3.腕力传感器动态补偿的两种实现方法 [J], 徐科军;王国泰4.冲击波测试系统中传感器动态补偿装置 [J], 刘一江;孟立凡;张志杰;王维琴;张海龙5.生物信号实时记录分析系统中压力和张力传感器的定标 [J], 张炜芳;赵荣瑞因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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Table 3
系统总电容 ( nc) 0. 866 0. 866 0. 866
电压 ( mV) 505 500 495
时间间隔 ( ms) 1. 158 1. 172 1. 172
标定超压 ( MPa) 0. 072771 0. 068235 0. 068235
电荷灵敏度 ( pc/ MPa) 61. 48490 64. 92248 64. 27325
Table 1
系统总电容 ( nc) 0. 886 Nhomakorabea0. 886
电压 ( mV) 580 500
时间间隔 ( ms) 1. 14 1. 184
标定超压 ( MPa) 0. 078849 0. 064475
电荷灵敏度 ( pc/ MPa) 65. 17236 68. 70877
平均灵敏度 ( pc/ MPa) 66. 94056
表 2 81601 壁面压力传感器在膜片为中厚膜片时所得到的电荷灵 敏度激波管标定结果 Table 2 Calibration results of pressure - electricity sensitivity in shocktube for 81601 ground pressure sensor. s that diaphragm being moderate thick
表5
81645 壁面压力 传感器在膜片为厚膜片时所得到的电荷灵敏度激波管标定结果 Calibration results of pressure - electricity sensitivity in shocktube for 81645 ground pressure sensor. s that diaphragm being thick
表3
81645 壁面压力 传感器在膜片为薄膜片时所得到的电荷灵敏度激波管标定结果 Calibration results of pressure - electricity sensitivity in shocktube for 81645 ground pressure sensor. s that diaphragm being thin
系统总电容 ( nc) 0. 886 0. 886 0. 886 电压 ( mV) 1397 1334 1408 时间间隔 ( ms) 0. 952 0. 952 0. 956 标定超压 ( MPa) 0. 164366 0. 164366 0. 162006 电荷灵敏度 ( pc/ MPa) 75. 30422 71. 90826 77. 00266 74. 73838 平均灵敏度 ( pc/ MPa)
X
中图分类号 : TP212. 9
文献标识码 : A
Dynamic calibration of shock wave pressure measurement system
CUI Hai tao, LIU Qing - ming
( Nat ional Key Laboratory for the Prevention and Control of Explosion and Disasters, Beijing Inst itute of Tech nology, Beijing 100081, China) Abstract : This paper mainly introduces the calibration method of piezoelectricity pressure sensors in the pressure field test ing. The sensor used in the testing is made of piezoelectricity crystal and it can directly trans form the pressure signal into electricity signal. Its output is in proport ion to the measured pressure. This kind of sensor has the virtue of large testing pressure range, good linearity, rapid respond, high pressure - electricity sensitivity and less geometrical size. In this paper the calibration method of piezoelectricity pressure sensor is given in the laboratory and in the open -field respectively and is studied contrastively. Key words: pressure field testing; piezoelectricity pressure sensors; calibration; pressure - electricity sen sitivity
再利用理想气体的冲击波关系计算冲击波超压 $P P - P0 $P 2k = = ( M 2 - 1) P0 P0 k+ 1 对于空气, 常取 k = 1. 4, 于是 7 2 $ P = 6 ( M - 1) P 0 M = D C0 ( 4) ( 5) ( 3)
用激波管做传感器的动态标定是最常用的方法 之一, 其实验系统配置见图 1[ 3] 。实验系统中包含空 气激波管、 数字存储示波器 ( DSO) 、 计时传感器、 被标 定的传感器、 微分电路、 气压表、 减压阀和压缩空气瓶 等。被标定的传感器和数字电容表组成电荷测量系 统; 而数字存储示波器 ( DSO) 、 计时传感器和微分电 路组成冲击波超压测量系统。 电荷测量系统直接测量到的是电压 V , 而电荷量 q 由 q = C @ V 计算, 式中 C 为被标定的传感器电容、 电缆电容和本测试系统输入电容之和。 C 值用数字 电容表或数字万用表测出。 激 波管 是产 生 冲击 波的 设备 , 由三 节 内径 约 90mm 的无缝钢管组成, 全长约 3. 5m 。膜片把整个激 波管分成高压段和低压段两部分。标定时, 向高压段 内充压缩空气。当压力超过膜片强度极限时 , 膜片突 然破裂 , 这时在激波管内形成两类波 : 向高压段传入 稀疏波, 和沿低压段传播压缩波。压缩波行进一段距 离后形成一个比较稳定的冲击波, 先经过第一计时传 感器, 再经待标定的压电压力传感器 , 最后经过第二 计时传感器, 此后到达激波管尾部。两个计时传感器 之间的距离 $x 为 500mm, 冲击波通过这段距离的时 间间隔 $t 是直接测量到的, 因而得到两个计时传感 器中点的平均冲击波速度 D = $x $t ( 2)
利用压力测试仪测量压力传感器的电荷量 q= C@ V ( 6) 式中, P 冲击波压力 ( MPa) ; P 0 低压 段的初始压力 , 一般情况下 P 0 = 0. 101325MPa; M 冲击波的马赫数 ; C 0 标定时低 压段的初始音 速 ( m/ s) , 它与温度 有关 ( C 0 = 331. 6+ 0. 54T ) ; T 标定时低压段的初 始温度 ( e ) ; $x 两个计时传感器之间的距离; $t 冲击波通 过两个计时传感器的时间间隔 ; q 系统 的电荷量; C 被标定的传感器电容、 电缆电容和测试系统的输入电 容之和 ; V 电荷测量系统直接测量的电压值。 将得到的 $P 和 q 代入 ( 1) 式, 即可求得传感器 的灵敏度。 1. 3 标定方法及结果 压电压力传感器具有二阶系统特性 , 为了避免系 统过冲对灵敏度的影响, 按压力曲线内外包罗线的平 均电压值计算动态灵敏度。 实验室标定时采用 3 种厚度的膜片产生 3 种不 同的超压, 得到了几个传感器的灵敏度曲线。部分标 定结果如表 1~ 5 及图 2、 3 所示。
系统总电容 ( nc) 0. 886 0. 886 电压 ( mV) 1380 1420 时间间隔 ( ms) 0. 956 0. 952 标定超压 ( MPa) 0. 162006 0. 164366 电荷灵敏度 ( pc/ MPa) 75. 47136 76. 54402 平均灵敏度 ( pc/ MPa) 76. 00769
0
引
言 1
1. 1
对压力传感器及其测量系统的标定是为了检验 该系统在冲击波参数测量中的再现性和线性度, 环境 条件的变化引起仪器灵敏度的变化等的影响。 用于冲击波测量的压电压力传感器的标定方法 可以分为四类[ 1, 2] : 电标定、 静压标定、 准静压标定和 动态标定。动态标定是压电压力传感器标定的最好 方法。因为动态标定时, 整个压力传感器和记录系统 的工作状态和实际情况基本一致。
冲击波压力传感器测试系统的动态标定
崔海涛, 刘庆明
( 北京理工大学爆炸灾害预防、 控制国家重点实验室 , 北京 100081)
摘要 : 介绍压力场测试中所采用 的压电压力传感器的标定方法。压力场测试中所 采用的传感 器是一种以 压电 晶体做敏感元件的压力传感器 , 它可 以将压力讯号直接 转换成 电荷输出 , 其 输出量 与被测 量压力 成正比。该 传感 器具有较大的测压范围、 较 好的线性、 快速的上升时间、 高的压力 - 电荷灵敏度和较 小的几何尺 寸。给出了压 电压 力传感器的实验室标定方法和野外使用环境条件下的现场标定方法 , 并进行了对比研究。 关键词 : 压力场测试 ; 压电压力传感器 ; 标定 ; 电荷灵敏度
平均灵敏度 ( pc/ MPa)
63. 56021
表 4 81645 壁面压力传感器在膜片为中厚膜片时所得到的电荷灵 敏度激波管标定结果 Table 4 Calibration results of pressure - electricity sensitivity in shocktube for 81645 ground pressure sensor . s diaphragm being moderate thick