压力传感器灵敏度的动态标定及超压测量

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压力传感器校准标定流程

压力传感器校准标定流程

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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
第 18 卷
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

压力传感器电路设计及动态响应测试方法

压力传感器电路设计及动态响应测试方法

压力传感器电路设计及动态响应测试方法概述:压力传感器是一种测量介质压力的装置,广泛应用于工业控制、汽车电子、医疗仪器等领域。

压力传感器电路设计及动态响应测试方法对于保证传感器的准确性和稳定性至关重要。

本文将介绍压力传感器电路设计的基本原理、关键要素以及动态响应测试方法。

一、压力传感器电路设计1. 压力传感器基本原理压力传感器的基本原理是利用压力作用在传感器感应元件上时产生的形变,通过传感器内的电路将这种形变转换为电信号输出。

常见的压力感应元件包括压阻、电容、电感等。

2. 传感器感应元件选择根据应用需求选择合适的感应元件非常重要。

常见的压力传感器感应元件有电阻式元件和式微型应变片。

电阻式传感器适用于较小的压力范围,而式微型应变片传感器适用于较大的压力范围。

选择感应元件时需要考虑压力范围、灵敏度和稳定性等因素。

3. 信号调理电路设计信号调理电路用于放大、滤波和线性化传感器输出信号。

在设计信号调理电路时,需要考虑传感器的输出信号强度以及噪声干扰。

常见的信号调理电路包括运算放大器、滤波器和放大电路等。

4. 供电电路设计供电电路的设计对传感器的性能和稳定性有重要影响。

供电电路需要提供稳定的电压和电流,同时能够抵抗电源的纹波和噪声。

常见的供电电路设计包括稳压器、滤波电路和电源管理电路等。

二、压力传感器动态响应测试方法1. 静态响应测试静态响应测试是评估压力传感器在稳定压力状态下的性能指标。

测试过程中,将压力传感器置于预定的静态压力条件下,记录传感器输出的电压或电流信号。

根据输出的信号数据分析传感器的灵敏度、线性度和稳定性等指标。

2. 动态响应测试动态响应测试是评估压力传感器对快速压力变化的响应能力。

测试过程中,通过应用突然的压力变化刺激传感器,记录传感器输出的电压或电流信号的变化情况。

根据输出信号的时间响应曲线分析传感器的响应时间、动态范围和频率响应等指标。

3. 使用合适的测试设备为了准确地进行压力传感器的动态响应测试,需要使用合适的测试设备。

JJG 624—89压力传感器动态校准试行检定规程

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。

基于超动态测试系统的压力传感器标定技术研究

基于超动态测试系统的压力传感器标定技术研究
(. 1后勤工程 学院 军事供油工程 系, 重庆 40 1 ; 00 6
2 85 .7 3 5部 队 , 南 禄 丰 6 12 ; . 5 1 队 , 云 5 2 6 3 6 1 9部 吉林 蛟 河 1 2 0 ) 354 摘 要 针对 油气爆 炸发 展过 程 中压 力测 量 的 需要 , 出 了一种 压 力传 感 器标 定 的新 提
通道扩展 而使 最高 采样率 下降 或存
储 深度 下 降 。整 个 采 样 通 道 是 并 行 工作 的 , 即在 统 一 的采 样 控 制 器 和统
的采样时钟下工作 , 理论 上各通 道 间没有 时 差 , 际 上各 通 道 的 时 差 仅 实 在 3n 内 , s 因而 一般 可认 为通 道 间 的 时差为零 。
文献标 识码 : A 中图分 类号 :P 1 T22
研究受限空间油气爆炸发生、 发展的基本规律和演化过程 , 一个十分重要 的研究参数是爆炸波的压 力。在爆炸的发展过程中, 爆炸压力是最能反映爆炸波发展、 变化的核心参数之一。在很多的油气爆炸
研究课题中, 必须重点关注沿程压力大小的变化 、 压力上升的快慢、 最大压力和最小压力点的位置等, 通 过这些研究才可能更深层次的认识和了解油气 的爆炸过程 , 得到 真实可靠 的结论 , 因此压力测试尤为 重要 。 随着现代新技术的快速发展, 压力测试技术也呈现出 日 新月异 的景象 , 各种测试方法和技术层出不 穷 。总体 而言 压力 检测 主要 有 液柱式 、 械式 和 电测式 3种 。 因电测 式 是 将 压 力 变 化 引起 的物 理量 变 机 化通过压力传感器转换为电量来测量 , 因而具有很高的响应速度 、 智能化和敏感性 , 在许多高速超动态 采集中得到广泛应用。而传感器的标定是其应用 的基础 , 是保证压力测试精度和准确度 的前提 。通常 采用试验的方法来获得传感器真实 的静态特性并进行标定 , 其标定精度将直接影响传感器使用时的测 量精度 ¨。 目前压 力传感 器 的标 定方 法 可 以分 为 4类 ] 电标 定 、 压标 定 、 动 态 标 定 和 动 态 标定 。压 力 : 静 准

10-2压力传感器的动态标定

10-2压力传感器的动态标定
二、传感器动态参数的确定方法
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

压力传感器标定、试验及性能评测

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

压力传感器标定与校准

压力传感器标定与校准

压力传感器标定与校准 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020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(%)或a=3(%)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=±√e H2+e L2+e R2或e S=e H+e L+e R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。

压力传感器测试标准

压力传感器测试标准

压力传感器测试标准
压力传感器是一种用于测量压力的装置,广泛应用于工业控制、汽车制造、医疗设备等领域。

为了确保压力传感器的准确性和可靠性,需要进行严格的测试。

本文将介绍压力传感器测试的标准和方法,以确保产品质量和性能。

首先,压力传感器的静态性能测试是非常重要的。

这包括零点漂移、灵敏度、线性度等指标的测试。

零点漂移是指在零压力条件下传感器输出的变化,灵敏度是指单位压力变化引起的输出变化,而线性度则是指传感器输出与压力输入之间的线性关系。

这些指标的测试可以通过标准的测试设备和方法进行,如使用标准气压源和数字压力表进行比对测试。

其次,动态性能测试也是必不可少的。

压力传感器在实际使用中会受到各种动态压力的影响,因此需要测试其在动态压力下的响应速度、频率响应等指标。

这可以通过模拟不同频率和幅值的压力信号进行测试,以验证传感器的动态性能是否符合要求。

此外,环境适应性测试也是非常重要的。

压力传感器在不同的环境条件下可能会出现性能波动,因此需要进行温度、湿度、震动等环境适应性测试。

这可以通过将传感器放置在不同的环境条件下进行测试,以验证其在各种环境条件下的可靠性和稳定性。

最后,还需要进行耐久性测试。

压力传感器在长时间使用中可能会出现性能衰减或故障,因此需要进行长时间的稳定性测试,以验证其在长期使用中的可靠性和稳定性。

总之,压力传感器的测试标准包括静态性能测试、动态性能测试、环境适应性测试和耐久性测试。

通过严格按照这些标准进行测试,可以确保压力传感器的质量和性能达到要求,从而满足各种应用场景的需求。

压力传感器的标定实验

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。

PVDF压力传感器的动态灵敏度校准

PVDF压力传感器的动态灵敏度校准

PV DF压力传感器的动态灵敏度校准曾 辉,余尚江,杨吉祥,丁世敬(总参工程兵科研三所,河南洛阳471023)摘 要:利用霍普金森压杆装置(SHPB),对PVDF压力传感器进行了动态校准,给出了校准拟合直线方程和线性度。

校准结果表明,霍普金森压杆装置是目前PVDF压力传感器较为理想的动态灵敏度校准设备;在较宽的压力范围内(0~240MPa),PVDF压力传感器输出灵敏度随压力增加缓慢降低,线性度约±3.0%FS。

关键词:聚偏氟乙烯;压力传感器;霍普金森压杆;动态校准;灵敏度;线性度中图分类号:TP212 文献标识码:A 文章编号:1000-9787(2003)10-0039-03C alibration of dynamic sensitivity of PV DF pressure transducerZEN G2Hui,YU Shang2jiang,YAN G Ji2xiang,DIN G Shi2jing(The Third Science and T echnology I nstitute of E ngineering Corps,G eneral Staff,PLA,Luoyang471023,China)Abstract:The dynamic sensitivity of polyvinylidene fluoride(PVDF)pressure transducer is calibrated by Split2 Hopkinson pressure bar(SHPB).The calibration curve equation and linearity of transducer are given.The cali2 bration results show that SHPB is a suitable device for dynamic sensitivity calibration of PVDF pressure transducer,and the sensitivity of PVDF pressure transducer decreases with the increase of pressure applied to it in the scope of0~240MPa with linearity of±3.0%FS.K ey w ords:polyvinylidene fluoride(PVDF);pressure transducer;Split2Hopkinson pressure bar(SHPB); dynamic calibration;sensitivity;linearity0 前 言自从1969年Kawai发现极化的聚偏氟乙烯(PVDF)呈现很强的压电效应以来,PVDF压电薄膜及以其为敏感元件的传感器在加速度、应变、声波和无损监测等各个方面得到越来越广泛的应用。

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。

压力传感器的标定

压力传感器的标定

昆明理工大学工程力学实验中心学生实验报告实验课程名称:实验力学开课实验室:昆明理工大学呈贡校区工程力学实验中心一. 实验目的1.了解压力传感器的构造;2.学习压力传感器的标定方法;3.测定压力传感器的线性度、重复性、滞后、灵敏度。

二. 实验设备1.压力传感器1个;2.万用电表1个;3.静态电阻应变仪。

三. 实验原理1. 线性度线性度(非线性误差)指在标准条件(环境温度为20±5℃,相对湿度不大于85%)下,传感器校准曲线与拟合直线间最大偏差与满量程(F.S)输出值的百分比,见图6-1所示。

用le代表线性度则有:(6-1) 式中为校准曲线与拟合直线间最大偏差,为传感器满量程输出平均值值。

图6-1 传感器的线性度图6-2传感器滞后图6-3传感器重复性2. 滞后传感器滞后表示传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程间输出-输入曲线不重合的程度,由图6-2表示,滞后反映了传感器机械部分如轴承摩擦、间隙、材料内摩擦等缺陷,一般由实验检定,其值用满量程输出的百分比表示:(6-2)3. 重复性表示传感器在输入量按同一方向作全量程多次变动时所得特性曲线的不一致程度,用fe表示。

对于测力传感器,f e是在特性曲线上的两个点,各重复测量10次求得。

这两个点X1=(0.4~0.6)Xmax和X2=Xmax,X1在反行程上取10次测量结果(Y1.1~Y1.10),X2在正行程上取10次测量结果(Y2.1~Y2.10),分别求其标准偏差,可得:(6-3)(6-4)式中10n,和分别为两个点10次测量结果的平均值。

则(6-5)即为传感器的重复性误差。

4. 灵敏度传感器的校准曲线的拟合直线的斜率就是其灵敏度K,计算公式为:输出量变化输入量变化(6-6)对于应变计式测力传感器,如用电阻应变仪指示,输入为kN,输出为应变读数μm/m,则灵敏度单位为(μm/m)kN-1。

四. 实验步骤1.用万用电表测量传感器每两根引出线间的电阻,将其中电阻最大的一对分别标为A、C,另一对分别标为B、D,并按此编号分别接入应变仪的A、B、C、D接线柱(按全桥方式)。

压力传感器的两种标定方法

压力传感器的两种标定方法

压力传感器
一点标定法:这种标定方法可通过消除传递函数零点处的漂移来补偿偏移量误差,这类标定方法通常称为自动归零。

偏移量标定通常在零压力下进行,特别是在差动传感器中,因为在标称条件下差动压力通常为0。

选择标定压力:标定压力的选取决定其获取最佳精度的压力范围,标定点必须根据目标压力范围加以选择,而压力范围可以不与工作范围相一致。

而灵敏度标定在数学模型中通常采用单点标定法进行。

三点标定法:线性误差通常都具有一致的形式,它可以通过计算典型实例的平均线性误差,确定多项式函数(a×2+bx+c)的参数而得到。

确定了a、b和c 后得到的模型对于相同类型的传感器都是有效的。

该方法能在无需第3个标定点的情况下有效地补偿线性误差。

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压力传感器的检测方法

压力传感器的检测方法

压力传感器的检测方法压力传感器的测量方法按手段分类有:直接测量、间接测量和组合测量;按测量方式分类有:微差式、偏差式和零位式测量;按测量精度分类有:等精度和非等精度测量;按变化情况分类有:动态、静态测量;按敏感元件是否与被测介质接触分类有:接触和非接触性测量等。

详如:根据测量手段:1)直接测量在使用传感器仪表进行测量时,对仪表读数不需要经过任何运算,就能直接表示测量所需要的结果,称为直接测量。

例如,用磁电式电流表测量电路的电流,用弹簧管式压力表测量锅炉的压力等就是直接测量。

直接测量的优点是测量过程简单而迅速,缺点是测量精度不容易做到很高,这种测量方法在工程上被广泛采用。

2)间接测量有的被测量无法或不便于直接测量,这就要求在使用仪表进行测量时,首先对与被测物理量有确定函数关系的几个量进行测量,然后将测量值代入函数关系式,经过计算得到所需的结果,这种方法称为间接测量。

例如,要测量某长方体的密度ρ,其单位为kg/m3,显然无法直接获得具有这种单位的量值,但是可以先测出长方体的长、宽和高,即a、b、c(单位为m)及其质量m(单位为kg),然后求得密度。

3)间接测量比直接测量所需要测量的量要多,而且计算过程复杂,引起误差的因素也较多,但如果对误差进行分析并选择和确定优化的测量方法,在比较理想的条件下进行间接测量,测量结果的精度不一定低,有时还可得到较高的测量精度。

间接测量一般用于不方便直接测量或者缺乏直接测量手段的场合。

4)组合测量在应用传感器仪表进行测量时,若被测物理量必须经过求解联立方程组,才能得到最后结果,则称这样的测量为组合测量。

在进行组合测量时,一般需要改变测试条件,才能获得一组联立方程所需要的数据。

组合测量是一种特殊的精密测量方法,操作手续较复杂,花费时间很长,一般适用于科学实验或特殊场合。

根据测量方式:5)微差式测量微差式测量是综合了偏差式测量与零位式测量的优点而提出的一种测量方法。

它将被测量与已知的标准量相比较,取得差值后,再用偏差法测得此差值。

实验一 压力传感器的标定

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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压力传感器灵敏度的动态标定及超压测量摘要:介绍了测试爆炸冲击波超压所用传感器灵敏度的动态标定方法,简介了爆炸冲击波超压的测试技术,给出了一种爆炸冲击波超压实验数据处理的方法。

1 引言
用压电或压阻传感器对空中爆炸冲击波进行测量,可以评定炸药或战斗部的爆炸安全性,推算爆炸波的TNT 当量。

传感器是进行空中爆炸冲击波测量的关键设备,目前,生产厂家提供的传感器灵敏度多是静态灵敏度,在试验前必须使用标准的TNT 炸药球对传感器的灵敏度进行动态标定。

2 传感器灵敏度的动态标定
根据有关爆炸冲击波超压测试规程,在正式测试战斗部的爆炸冲击波超压前,必须用标准炸药球对压力传感器作两发以上爆炸标定,并且使各个传感器在标定试验中所受的压力与正式测试时所受的压力大体相同,其目的是检查测试系统的状态并提供现场测试系统的动态灵敏度。

标定试验所用的仪器、设备、电缆线型号及长度等均应与正式测试时完全一致,不能作任何改动。

标准炸药球在空中爆炸,根据理论或经验公式计算出不同距离处的超压pmax, 较为精确的计算TNT炸药球空中爆炸冲击波超压的经验公式为:
式中: p max为峰值超压, p a为现场大气压;对比距离Z = R /W 1 /3 , 其中R 为测点距爆心距离, W 为战斗部的TNT 当量。

在标准大气压和温度为15 ℃(T0 = 288 K )时的标准状态下可用( 1)式计算。

爆炸现场为非标准状态时,对比距离必须进行校准。

式中: f d为距离校正系数,标准大气压p0 = 101. 3 kPa, Ta为实验现场温度,标准大气温度T0 =288 K。

用示波器记录对应点的最大输出电压U max , 传感器的灵敏度Sv 按( 2)式进行计算。

作两发以上标定实验,取灵敏度的平均值作为该传感器的测试系统动态灵敏度。

3 超压测试
杀爆战斗部的主要杀伤效应来自战斗部的弹丸,爆炸冲击波对地面目标的致伤效应也是战斗部的杀伤机制之一。

爆炸冲击波传至地面时入射或反射峰值超压随地面距离的变化规律是衡量这种致伤能力和致伤面积的基本参数。

3. 1 测试系统
实验测试系统如图1所示。

用已标定的传感器进行超压测试时,传感器的安放、测试设备及测试电缆的型号和长度均应与标定时完全一样,用以消除测试系统所引起的误差。

传感器的安装、摆放及电缆的敷设均应采取防震措施,防止地震波或安装支架的振动传递到传感器上产生虚假振动信号和“电缆效应”。

图1测试系统示意图
3. 2 传感器的安装
测试的超压处于爆炸冲击波已均化的距爆炸中心13 m以远的位置,估算的超压在20~ 80 kPa范围,采用ENDEVCO8514小型压阻传感器。

传感器的安放如图2所示。

图2传感器布局示意图
3. 3 测试结果
战斗部爆炸后,传感器图3 典型的冲击波超压时程图测试系统测得一个电压时程,电压时程除以该传感器测试系统动态灵敏度即得到该测点处的超压时程,典型结果如图3所示。

图3 典型的冲击波超压时程图
3. 4 数据处理
由图3可以看出,超压时程主要由主爆炸冲击波和跟在后面的地面反射波两部分组成。

但在主爆炸冲击波还未到达测点时和整个超压时程上都存在密集的尖峰状高频脉冲干扰,这是弹丸和破片弹道冲击波持续干扰造成的。

要从这种带有密集高频干扰的超压时程准确确定爆炸冲击波峰值超压或超压时程是一个十分困难的任务。

虽然至今已提出的各种滤波处理方法都有滤去高频干扰的功能,但同时也使爆炸冲击波超压时程的前沿部分发生畸变,致使峰值超压产生很大的误差。

尽管所测信号存在密集干扰,但超压时程的变化趋势还是明显的。

用下列方法来求超压的最大值△p max。

图4 超压峰值的求取方法
( 1)卡取超压峰值的到达时间ta, 如图( 4)中的ta= 17. 616 ms。

因为到达时间测量误差( 0. 1 % )比峰值超压测量误差(对裸露装药为5% , 对带壳战斗部为10% ~ 15% )更为准确;
( 2)在图( 4 )中画到达时间ta 直线(视上升前沿很小,可以忽略);
( 3)在超压时程曲线上选取变化趋势较明显的一段,如图( 4)中截取的超压时程曲线段;
( 4)将截取的超压时程曲线段进行指数衰减拟合,得到拟合曲线;
( 5)到达时间ta 直线和拟合曲线交点处的数值既为该点的峰值超压△pmax;
( 6)运用同样方法,可以得到不同测点处的超压数据。

运用上述数据处理方法得到战斗部静爆实验中各个测点的峰值超压数据,根据该数据和对应的距离及实验时的环境压力和温度,按公式( 1)可以反推出爆炸冲击波的平均TNT 当量。

4 结语
测定空中爆炸冲击波压力时程时,必须对所用传感器的灵敏度进行动态标定,若直接使用静态灵敏度,会给测试带来较大的误差;在测试过程中,传感器的安装环节非常重要,必须尽可能减少电缆长度,采取缓冲、减震措施,防止虚假的信号叠加于被测信号之上;战斗部超压信号的处理工作是一烦琐的工作,采用本文中提出的处理方法可以获得真实的压力峰值。

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