压力表校验及石英压电式传感器静态标定实验
压力传感器现场静态标定分析
压力传感器现场静态标定分析摘要：本文旨在展示压力传感器的现场静态标定分析方法。
通过介绍不同类型压力传感器以及其原理，分析并讨论了现场静态标定的步骤，并就此提出了相应的解决方案。
最后，强调了正确的静态标定对传感器的重要性。
关键词：压力传感器，现场静态标定，步骤，解决方案正文：1. 绪论本文讨论现场静态标定分析的应用，以压力传感器为例。
首先介绍了不同类型的压力传感器，然后详细介绍了现场静态标定的一般步骤，并使用一个例子来阐述。
最后，提出了解决现场静态标定过程中可能遇到的问题的可行解决方案。
2. 压力传感器及其原理压力传感器是一种通过变化测量压力大小的设备，广泛应用于汽车行业、航空航天行业、制造行业、海洋行业等各个领域。
它通常有两种工作原理：负荷变化压力传感器和电气变化压力传感器。
前者是由流体的负荷变化引起的，当安装在压力容器或管道上时，检测其围界内的压力变化；而后者则是将电气变化与压力变化联系起来的，通过改变元件的物理特性来检测压力变化。
3. 现场静态标定步骤现场静态标定分析是检测压力传感器精度的关键测试环节，一般实施步骤如下：1) 检查传感器：查看传感器尺寸情况，检查安装紧固件是否规范，以确定传感器运行是否正常。
2) 调整零位和满量程：先将零位标定为零，然后将量程标定为上限值。
3) 进行压力曲线测量：根据实际情况，可以进行 10 个或 20个压力点的测量，分别记录传感器读数和实际压力值。
4) 绘制误差曲线：将测量出来的压力点按照压力值排序，绘制出传感器读数与实际压力值之间的误差曲线。
5) 结果分析：检查误差曲线，结合最大允许偏差值，判断标定结果是否满足质量要求。
4. 问题及解决方案在现场静态标定的过程中，会出现一些问题，如精度不高、测量时间过长等。
为了解决这些问题，可采用以下解决方案：1) 采用精度更高的设备，例如压力模拟器，可获得更精确的测量结果；2) 增加标定耗时，确保测量结果的准确性；3) 综合考虑测量场地温度等环境因素，加以考虑，以避免引起测量结果偏差。
压力传感器静态特性校准
压力传感器静态特性校准1. 实验目的1.1 掌握压力传感器的原理1.2 掌握压力测量系统的组成1.3 掌握压力传感器静态校准实验和静态校准数据处理的一般方法2. 实验设备本实验系统由活塞式压力计，硅压阻式压力传感器，信号调理电路，5位半数字电压表，直流稳压电源和采样电阻组成。
实验系统框图如下图所示。
实验设备型号及精度3. 实验原理在实验中，活塞式压力计作为基准器，为压力传感器提供标准压力。
信号调理器为压力传感器提供恒电源，将压力传感器输出电压信号放大并转换为电流信号。
信号处理器输出为二线制4~20mA信号，在250 采样电阻上转换为1~5V 电压信号，由5位半数字电压表读出。
4. 实验操作4.1 操作步骤（1）用调整螺钉和水平仪将活塞压力计调至水平。
（2）核对砝码重量及个数，注意轻拿轻放。
（3）将活塞压力计的油杯针阀打开，逆时针转动手轮向手摇泵内抽油，抽满后，将油杯针阀关闭。
严禁未开油杯针阀时，用手轮抽油，以防破坏传感器。
（4）加载砝码至满量程，转动手轮使测量杆标记对齐，再卸压。
反复1-2次，以消除压力传感器内部的迟滞。
（5）卸压后，重复（3）并在油杯关闭前记录传感器的零点输出电压，记为正行程零点。
（6）按0.05Mpa的间隔，逐级给传感器加载至满量程，每加载一次，转动手轮使测量杆上的标记对齐，在电压表上读出每次加载的电压值。
（7）加压至满量程后，用手指轻轻按一下砝码中心点，施加一小扰动，稍后记录该电压值，记为反行程的满量程值。
此后逐级卸载，并在电压表读出相应的电压值。
（8）卸载完毕，将油杯针阀打开，记录反行程零点，一次循环测量结束。
（9）稍停1~2分钟，开始第二次循环，从（5）开始操作，共进行5次循环。
4.2 注意事项保持砝码干燥，轻拿轻放，防止摔碰。
轻旋手轮和针阀，防止用力过猛。
正、反行程中，要求保证压力的单调性，如遇压力不足或压力超值，应重新进行循环。
当活塞压力计测量系统的活塞升起是，请注意杆的标记线与两侧固定支架上的标记对齐,同时，用手轻轻旋动托盘，以保持约30转/分的旋转速度，用此消除静摩擦，此后方可进行读数。
压电式压力传感器标定方法
压电式压力传感器标定方法压电式压力传感器是一种常用的传感器，用于测量各种介质的压力。
为了保证传感器的准确性和可靠性，需要对其进行标定。
本文将介绍压电式压力传感器的标定方法。
一、什么是压电式压力传感器压电式压力传感器是一种利用压电效应来测量压力的传感器。
它由一个压电陶瓷片和一个金属薄膜组成。
当外界施加压力时，压电陶瓷片会产生电荷，通过金属薄膜导出，从而实现对压力的测量。
二、为什么需要标定压电式压力传感器压电式压力传感器的灵敏度和线性度会随着时间的推移而发生变化，因此需要定期进行标定，以确保其测量结果的准确性。
同时，不同的传感器在制造过程中存在一定的误差，通过标定可以消除这些误差，提高传感器的性能。
三、压电式压力传感器的标定方法1. 静态标定方法静态标定方法是最常用的标定方法之一。
该方法通过施加不同的压力，测量传感器的输出信号，从而建立压力与输出信号之间的关系。
具体步骤如下：（1）选择一个已知压力的标准压力表，并将其连接到待标定的传感器上。
（2）将待标定传感器与标准压力表一起放置在一个封闭的容器中，通过控制容器内的压力来改变压力传感器的输入。
（3）记录传感器的输出信号和标准压力表的读数，建立压力与输出信号之间的线性关系。
（4）重复以上步骤，使用不同的压力值进行标定，以获得更准确的标定曲线。
2. 动态标定方法动态标定方法是另一种常用的标定方法。
该方法通过施加不同频率和幅值的正弦波信号，测量传感器的输出信号，从而建立压力与输出信号之间的关系。
具体步骤如下：（1）选择一个信号发生器，并将其连接到待标定的传感器上。
（2）通过信号发生器输出不同频率和幅值的正弦波信号，施加到传感器上。
（3）测量传感器的输出信号，并记录其与输入信号的幅值和相位差。
（4）根据输入信号和输出信号的幅值和相位差，建立压力与输出信号之间的关系。
（5）重复以上步骤，使用不同频率和幅值的正弦波信号进行标定，以获得更准确的标定曲线。
四、标定结果的评估与调整在完成标定后，需要对标定结果进行评估，并进行必要的调整。
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。
实验五 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
传感器的标定，就是通过实验建立传感器输入量和输出量之间的关系，同时也确定出不同使用条件下的误差关系。
压力传感器的静态标定，主要指通过一系列的标定曲线得到其静态特性指标：非线性、迟滞、重复性和精度等。
三、实验设备
活塞式压力计（型号：YS/YU-600型）、标准压力表（精度：0.4级，量程：0~10MPa）、被标定的压力传感器（型号：AF1800，量程：0~10MPa）、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5MP增加到6MP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6MP降低到5MP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。
1。
压电式传感器标定实验
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2、量程调节
量程调节
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3、触发方式调节
1.按“Trigger” 键
2.按照要求设 置触发方式
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4、触发电平设置
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判断标准： （1）合适：“Stop”——“Armed”——“Ready”——“Trig’s”——“Stop” （2）噪声触发：“Stop”——“Armed”——“Trig’s”——“Stop”，需增大触发电压 （3）不能触发： “Stop”——“Armed”——“Ready”，需减小触发电压
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❖第三步：实验数据获取
记录曲线及压力跃起时间 打开激波管阀门破膜 示波器“Ready” 放大器置于“工作”
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❖15209882093 ❖小白楼201
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示波器
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1、开机
1.按下“运行/停止”
2.按下“强制触发”
激波管膜片安装
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充气及破膜
1.充气时两个 阀门均需拧紧 2.破膜时拧开 靠墙一端的阀 门，听见破膜 声后拧开另一 个阀门放气
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❖ 第三步：实验数据测量
2.放大器置 于“工作”
1. 砝码 加载
3. 示波器 “运行”， 卸载、触
发
4.放大器“复 位”，光标测
出电压差
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5.改变砝码， 重新测量
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2、动态标定
1.基本概念
Outline 2.实验设备
3.实验内容及步骤
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2.1 基本概念
实验一 压电晶体传感器基本特性静态标定实验
实验一 压电晶体传感器基本特性静态标定实验一、实验目的与要求1.1 观察压电晶体传感器的结构，获得有关的感性认识； 1.2 掌握YU-6活塞式压力计的工作原理及使用方法； 1.3 学会压力计(压电晶体传感器)的校验标定方法；1.4了解本实验中测量误差的主要来源。
二、实验系统原理图三、实验主要设备及仪器仪表本实验共有6套测试装置，每套装置各配：CY -YD 203压电式传感器一只；YU-6活塞式压力计一台；YE5850电荷放大器一台；PZ114型直流数字电压表一台。
3.1 CY -YD 203压电式传感器该传感器为压电晶体传感器。
其作用力方向垂直于受压面，因此受压面本身(传感器的外壳)便是一个电极，位于传感器内部的另一个电极与传感器尾部的内孔相连。
将专用接头旋于传感器尾部，便可输出压电晶体两电极间的电位差。
活塞式压力计是利用连通器原理工作的，其结构如图3所示： 活塞式压力计主要适用于校验低于0.25级精度的精密压力表，亦可用来校验低一级的活塞式压力计、各种工业用压力表或其它各类压力测量仪器。
通常用专用砝码对压力表等进行校验，本次实验为方便起见则是利用0. 25级的标准压力表对压电传感器进行静态标定，但这种方法的测量误差会更大些。
压力计适合应在环境温度为20±5℃，相对湿度不大于80%的条件下工作。
当温度超过20±5℃时，应用式Δp =p (a 1+a 2)(20-t )进行温度修正。
其中21,a a 为活塞和活塞缸材料的线性膨胀系数。
本压力计的活塞杆材料为GC r 15滚珠轴承钢，61107.11-⨯=a (1/℃)，活塞缸材料为铝铁锰青铜，62106.17-⨯=a (1/℃)；t 为环境温度(℃)。
图 1图 2该压力计的基本参数为：型号：YU-600 测量范围：1～60 MPa 活塞公称面积：1(cm)2 承重托盘及活塞公称质量：1.020kg ，产生压力：1 MPa专用砝码公称质量：1.02kg4块；5.10kg11块 工作液体及传压介质：蓖麻油(酸值<1.6mgKOH/g)压力计重量(连砝码)：80kg 联接螺帽的螺纹：M20×1.5精度等级：2等。
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：
压力仪表校验实验报告
压力仪表校验实验报告压力仪表校验实验报告一、引言压力仪表是工业生产中常见的测量工具，用于检测和监控各种压力参数。
然而，由于长期使用或环境因素等原因，压力仪表的准确性可能会受到影响。
为了确保仪表的准确性和可靠性，进行压力仪表校验实验是必不可少的。
本报告旨在介绍压力仪表校验实验的过程、结果和分析。
二、实验目的本次实验的目的是校验压力仪表的准确性，确保其测量结果与实际值相符。
通过对比校验前后的测量数据，评估仪表的误差范围，并进行相应的调整和修正。
三、实验方法1. 实验仪器和材料本次实验使用的仪器和材料包括：压力仪表、压力源、校验工具、数据采集设备等。
2. 实验步骤（1）准备工作：检查仪器和材料是否齐全，并进行必要的清洁和校准。
（2）连接仪器：将压力仪表与压力源和数据采集设备连接，确保信号传输的稳定性。
（3）设定压力：根据实验要求，设定压力源的输出压力，并记录下来。
（4）进行校验：依次使用校验工具对压力仪表进行校验，记录下仪表的测量值。
（5）数据采集：使用数据采集设备对仪表的测量数据进行实时采集和记录。
（6）数据处理：将采集到的数据进行整理和分析，计算仪表的误差范围。
四、实验结果通过对校验数据的分析和处理，得到了以下实验结果：1. 仪表的测量误差范围：根据校验数据计算得出仪表的测量误差范围为±0.5%。
2. 仪表的灵敏度：通过对不同压力下的测量数据进行分析，确定了仪表的灵敏度为0.1MPa/V。
3. 仪表的线性度：通过对不同压力范围内的测量数据进行线性回归分析，得出了仪表的线性度为99.2%。
五、实验分析1. 误差分析：仪表的测量误差范围在可接受范围内，说明仪表的准确性较高。
然而，在实际使用过程中，仪表的测量误差可能会受到环境温度、压力源稳定性等因素的影响，需要进行相应的修正和调整。
2. 灵敏度分析：仪表的灵敏度较高，能够对较小的压力变化做出准确的测量。
这对于某些需要高精度测量的工艺过程非常重要。
压电传感器的静态标定
压电传感器的静态标定
1. 实验要求
掌握压电传感器的标定方法，计算灵敏度、非线性误差，绘制标定曲线。
2. 试验仪器仪表
1) 活塞式压力计；
2) 压电传感器；
3) 电荷放大器；
4) 数字电压表。
3. 试验方法
1) 首先将压电传感器、电荷放大器、高频连接线烘烤驱潮；
2) 将传感器装在活塞式压力计接头上，调整活塞压力计至水平。
3) 连接压电传感器、电荷放大器、数字电压表，开启电源预热20分钟。
4) 由零开始，每次递加0.1MPa标准砝码，并转动砝码盘，记录砝码值、电压值，直至10MPa。
记录数据，参见表8。
5) 用同样的方法由10MPa至零，递减砝码并记录数据。
3. 试验数据整理
1) 压电传感器灵敏度可用下式表示：
PK
V
S
Q0
=(33)
式中：
Q
S—传感器灵敏度；
V—电荷放大器输出电压mV；
P—标准砝码值MPa；
K—电荷放大器的灵敏度mV/PC，1PC=10-12库仑
2
1
K
K
K=
1
K—电荷放大器的电荷放大级增益控制旋钮指示值mV/MPa 2
K—电荷放大器输出级控制旋钮指示值PC/MPa
表8压电传感器实验记录表
加
砝
码
砝码MPa 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 电压mv
减
砝
码
砝码MPa 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 电压mv。
【电子设计】压电式压力传感器的静态标定实验指导书
实验指导书压电式压力传感器的静态标定一、实验目的：1、熟悉记忆示波器和电荷放大器使用方法；2、用活塞式压力计标定传感器的电荷灵敏度系数；二、实验所涉及的一些基本原理：1、理想数学模型：准静态载荷（输入信号特征频率远低于传感器固有频率）：输入（压力）和输出（电荷）近似成线性关系(石英压力传感器的线性度较好)；动态载荷（输入信号特征频率接近甚至高于传感器固有频率）：二阶线性系统模型。
2、真实情况和数学模型之间的偏差：电荷泄漏：理想模型认为传感器绝缘电阻为无穷大，而真实传感器的绝缘电阻并非无穷大（石英晶体：1013Ω；压电陶瓷：1010Ω），必将导致一定程度的电荷泄漏；另一方面，电荷放大器为了对传感器的微弱信号进行放大，必然要从传感器中取一定电流，从而增加了传感器电荷的泄漏。
所以通常的电荷放大器的输入级都具有极高的输入阻抗，并要求设备防潮，以避免由于受潮带来的阻抗下降。
但是，由于外加压力而产生的电荷量很少，即使少量的电荷泄漏也会对输出信号造成明显的影响，该影响不可忽略。
电荷放大器的频率响应：对于静标试验，输入载荷的特征频率很低，故对二次仪表（电荷放大器）的低频响应有较高的要求，否则经过二次仪表的高通滤波，信号将会失真,因此，电荷放大器做定标时，要将下限频率调到较低的数值。
噪声：由于本实验采用的传感器量程很大（100 bar ～300 bar），而实际载荷只有数个大气压，必然导致得到的信号信噪比较低。
但实验表明，以如此小的压力加载，输出信号的噪声幅值依然较小，可以接受。
图1. 电荷泄漏对传感器输出的影响（示意图）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、实验要求：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：（1）调节电压量程、时间量程方法；（2）触发方式、触发电平，触发位置等的设置方法；( 3 ) 用光标读取电压、时间值的方法；（4）用TDS-210数据处理程序采集数据的方法。
压电式传感器的准静态校准
(1) 归一化旋钮按传感器公称电荷灵敏度设置 。 ( 2) 衰减挡 一般电荷放大器最大输出电压 为 10V , 输出电压在 ( 1 ～10 ) V 范围内工作状态较好 , 既不会在传 感器满载时使电荷放大器过载 , 又可以保证在小载荷时 有足够的信噪比 ,为此 , 以下式估算衰减挡设定值 : 估算值 = 位 : mV 。
Fm — 为传感器的 机械量额定 负荷值 , 其单位应与
10 × 10 3 (
Fm
mv/ unit)
式中 :10 × 10 3 — 为电荷放大器的最大输出电压 , 单
传感器公称灵敏度分母的单位一致 , 对于力传感器为 N 或 kN , 对于压力传感器为 Pa 或 105 Pa (kgf/ cm2) 。 以不大于估算值的一个挡位为衰减挡的设定值 。在 传感器公称灵敏度未知 , 或其他原因不能按公称灵敏度 设置归一化挡时 ,可以将衰减挡先置于灵敏度较低挡位 , 通过试测确定合适的归一化及衰减挡数值 , 以输出电压 在 ( 1～ 10) V 范围内为宜 . 注意在计算校准结果时 , 一定 要将归一化及衰减挡的实际设定值代入公式计算。 ( 3) 高通滤波旋钮置于 “L ” 位置。 ( 4) 低通滤波旋钮置于 3kHz 以下任一位置即可 。 ( 5) 复位开关在预 热和非测量时 , 均 应置于复位状 态 ,以确保电荷放大器输入端场效应管的安全 。 313 连接系统 、 预热 将传感器、 电荷放大器、 数字电压表正 确连接后 ,接通电源预热 30 分钟。 另外 ,为防止传感器和电 荷放大器不同电位产生过载现象 ,应将地线插好 。 4 测量 411 将电荷放大器复位开关置于 “工作” 状态 ,数字电压 表清零 ,对传感器予加载至 100 %最大载荷 , 完全卸载后 再加载 ,重复进行 2～ 3 次 ,使传感器和测量系统处于稳 定状态 。在予加载过程中注意观察系统工作是否正常 、 安全 。 412 对数字电压表重新清零后开始正式测量 。在传感 器额定负荷的 20 %～ 100 %范围内均匀分布 5 ～ 1 0 点 , 对各点进行 3～ 5 次循环测量 ,测量过程中应平稳匀速加
压电式压力传感器标定方法
压电式压力传感器标定方法压电式压力传感器是一种常用的测量压力的传感器，其工作原理是利用压电效应将压力转化为电信号。
为了保证传感器的准确性和可靠性，需要对其进行标定。
本文将介绍压电式压力传感器的标定方法。
一、标定原理压电式压力传感器的标定主要是通过施加不同压力到传感器上，测量对应的输出电压或电流，然后建立压力与电信号之间的关系。
标定的目的是确定传感器的灵敏度和线性度。
二、标定设备和仪器1. 压力源：使用稳定可调的压力源，可以是液压泵或气压源，确保施加到传感器上的压力准确可控。
2. 电压表或电流表：用于测量传感器输出的电压或电流信号。
3. 数据采集系统：将传感器的输出信号采集并记录下来，可以使用数据采集卡或数据采集仪等设备。
三、标定步骤1. 准备工作：连接好压力源、电压表或电流表、数据采集系统，并进行相应的校准。
2. 将传感器与标定设备连接好，并确保连接牢固可靠。
3. 施加压力：根据需要的压力范围，逐步施加压力到传感器上，并记录下相应的输出电压或电流。
4. 重复步骤3，以不同的压力值进行标定，至少需要3个点以建立压力与电信号之间的关系。
5. 数据处理：将采集到的数据导入数据处理软件中，进行拟合或回归分析，确定传感器的灵敏度和线性度。
6. 结果验证：使用已知压力进行验证，检查标定结果的准确性和可靠性。
四、注意事项1. 在标定过程中，要确保传感器和标定设备的连接牢固可靠，避免引入额外的误差。
2. 施加压力时要平稳缓慢，避免冲击加载导致传感器的损坏。
3. 根据传感器的特性和要求，选择合适的压力范围和标定点数。
4. 在数据处理过程中，要注意选择合适的拟合方法或回归模型，确保结果的准确性和可靠性。
5. 标定完成后，要及时对标定设备进行校准，以确保下次标定的准确性。
总结：压电式压力传感器的标定是确保其准确性和可靠性的重要步骤。
通过施加不同压力并测量对应的输出信号，可以建立压力与电信号之间的关系。
标定设备和仪器的选择和使用要注意细节，确保标定结果的准确性和可靠性。
压力表校验及石英压电式传感器静态标定实验
压力表校验及石英压电式传感器静态标定实验一、数据记录：
实验数据记录表
二、作业及思考题：
1.压力表
（1）根据实验数据，分别将2组压力表的上、下行程曲线作出。
（2）计算其精度（将2组上、下行程取平均值），判断是否合格。
0.25级压力表：=（0.02/16+0/16）/2=0.000625<0.25%
1.6级压力表：=（0/16+0.09/16）/2=0.005625<1.6%
故两表均合格。
2.石英压电式压力传感器
（1）用最小二乘法（将2组上、下行程取平均值）拟合出石英压力传感器的直线方程
（y=a+bx）。
拟合结果为：y=0.0808+1.4190x
（2）根据实验数据，分别将上、下行程曲线及拟合曲线作出。
（3）分别计算出它的非线性度误差、迟滞误差、重复性误差和灵敏度K。
计算可得当x=1、2、3、4时，拟合曲线上的y值
由此可得：=|2.85-2.9188|/5.76=0.0119=1.19%
由平均值可得：=|2.85-2.97|/5.76=0.0208=2.08%
由测量值可得：=|5.58-5.94|/5.76=0.0625=6.25%
由拟合结果可得：K=1.4190 V/MPa
（4）判断石英压力传感器是否满足出厂值。
由于非线性度大于1%，故不满足出厂值。
（5）分析产生误差的原因。
采集数据量不够多，产生较大误差；在采集数据过程中，未等到压力传感器进入稳态即进行采集数据。
（6）分析石英压力传感器在静态下电荷泄露与哪些因素有关
空气湿度过高可能会传递电荷，导致电荷泄露；传感器自身在静态下也会产生电荷泄露现象。
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。
电子设计毕业设计-压电式压力传感器的静态标定实验指导书-
实验指导书压电式压力传感器的静态标定一、实验目的：1、熟悉记忆示波器和电荷放大器使用方法；2、用活塞式压力计标定传感器的电荷灵敏度系数；二、实验所涉及的一些基本原理：1、理想数学模型：准静态载荷（输入信号特征频率远低于传感器固有频率）：输入（压力）和输出（电荷）近似成线性关系(石英压力传感器的线性度较好)；动态载荷（输入信号特征频率接近甚至高于传感器固有频率）：二阶线性系统模型。
2、真实情况和数学模型之间的偏差：电荷泄漏：理想模型认为传感器绝缘电阻为无穷大，而真实传感器的绝缘电阻并非无穷大（石英晶体：1013Ω；压电陶瓷：1010Ω），必将导致一定程度的电荷泄漏；另一方面，电荷放大器为了对传感器的微弱信号进行放大，必然要从传感器中取一定电流，从而增加了传感器电荷的泄漏。
所以通常的电荷放大器的输入级都具有极高的输入阻抗，并要求设备防潮，以避免由于受潮带来的阻抗下降。
但是，由于外加压力而产生的电荷量很少，即使少量的电荷泄漏也会对输出信号造成明显的影响，该影响不可忽略。
电荷放大器的频率响应：对于静标试验，输入载荷的特征频率很低，故对二次仪表（电荷放大器）的低频响应有较高的要求，否则经过二次仪表的高通滤波，信号将会失真,因此，电荷放大器做定标时，要将下限频率调到较低的数值。
噪声：由于本实验采用的传感器量程很大（100 bar ～300 bar），而实际载荷只有数个大气压，必然导致得到的信号信噪比较低。
但实验表明，以如此小的压力加载，输出信号的噪声幅值依然较小，可以接受。
U(t)忽略电荷泄漏的理想输出信号（考虑阀门开启时间）受到电荷泄漏影响的输出信号（考虑阀门开启时间）t图1. 电荷泄漏对传感器输出的影响（示意图）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、实验要求：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：（1）调节电压量程、时间量程方法；（2）触发方式、触发电平，触发位置等的设置方法；( 3 ) 用光标读取电压、时间值的方法；（4）用TDS-210数据处理程序采集数据的方法。
压力静态标定
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实验一 压力传感器的标定
实验一压力传感器的标定一.实验目的：1.掌握电阻式压力传感器的静态标定原理及标定方法。
2.了解电阻应变式传感器的标定二.实验器材：1.活塞式压力机2.标准压力表3.被标记的压力传感器4.数字万用表5.标准砝码6.工作液体7记忆示波器8.电荷放大器三.实验原理传感器的标定，就是通过实验建立传感器输入量和输出量之间的关系，同时也确定出不同使用条件下的误差关系。
压力传感器的静态标定，是指给定多个不同的压力点，获取相应的压力传感器的输出电压读数，并形成一条静态标定曲线。
标定曲线的直线段就是压力传感器的工作范围，直线段的斜率就是传感器的比例系数。
通过一系列的标定曲线可以得到其静态特性指标：非线性、迟滞、重复性和精度等。
活塞式压力计机构原理，就是测量活塞以及砝码的重力与螺旋压力发生器共同作用于密闭系统内的工作液体，当系统内工作液体的压力与此重力相平衡时，测量活塞将被顶起而稳定在活塞筒内的任意平衡位置上，这是有压力平衡关系：P=(m+m0)g/AP为系统内的工作液体压力m与m0分别为活塞与砝码的质量g为重力加速度A为测量活塞的有效面积，对于一定的活塞压力计，A为常数。
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：（1）调节电压量程、时间量程方法；（2）触发方式、触发电平, 触发位置等的设置方法;（3）用光标读取电压, 时间值的方法;（4）用TDS-210数据处理程序采集数据的方法.以上方法的要点将在下面的实验步骤中说明.2 .熟悉电荷放大器,看清面板上各种按钮的位置（1）灵敏度设置、输出设置方法；（2）下限、上限频率设置方法。
以上方法的要点将在下面的试验步骤中说明3 .熟悉活塞式压力计（1）打开油杯阀门，向外旋转活塞把油吸入活塞，关闭油杯阀门，向内旋转活塞，压力表显示已加载压力。
（2）用砝码可以更精确表示压力。
关闭压力表处活塞,打开连接砝码盘的活塞, 在砝码盘上加砝码, 关闭油标阀门向内旋转活塞，砝码盘抬起（注意：不要与上方金属环接触）。
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压力表校验及石英压电式传感器静态标定实验一、数据记录：
实验数据记录表
二、作业及思考题：
1.压力表
（1）根据实验数据，分别将2组压力表的上、下行程曲线作出。
（2）计算其精度（将2组上、下行程取平均值），判断是否合格。
0.25级压力表：=（0.02/16+0/16）/2=0.000625<0.25%
1.6级压力表：=（0/16+0.09/16）/2=0.005625<1.6%
故两表均合格。
2.石英压电式压力传感器
（1）用最小二乘法（将2组上、下行程取平均值）拟合出石英压力传感器的直线方程
（y=a+bx）。
拟合结果为：y=0.0808+1.4190x
（2）根据实验数据，分别将上、下行程曲线及拟合曲线作出。
（3）分别计算出它的非线性度误差、迟滞误差、重复性误差和灵敏度K。
计算可得当x=1、2、3、4时，拟合曲线上的y值
由此可得：=|2.85-2.9188|/5.76=0.0119=1.19%
由平均值可得：=|2.85-2.97|/5.76=0.0208=2.08%
由测量值可得：=|5.58-5.94|/5.76=0.0625=6.25%
由拟合结果可得：K=1.4190 V/MPa
（4）判断石英压力传感器是否满足出厂值。
由于非线性度大于1%，故不满足出厂值。
（5）分析产生误差的原因。
采集数据量不够多，产生较大误差；在采集数据过程中，未等到压力传感器进入稳态即进行采集数据。
（6）分析石英压力传感器在静态下电荷泄露与哪些因素有关
空气湿度过高可能会传递电荷，导致电荷泄露；传感器自身在静态下也会产生电荷泄露现象。