压力传感器的动态标定

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YE5850 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KD5002 一台，连接压电陶瓷传感器，用于激波速度测量。

三、实月

(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YE5820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lOOkH乙灵敏度设在lOpc/unito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KD5002的输出接到示波器1通道。将放大器的上限截至频率设在lOOkH乙

示波器chi垂直标尺置于500mv/div, ch2的垂直标尺置于20mv/div o 采样频率的

设定：考虑到传感器的固有频率约为120kHz, 111 Shannon 采样定律，F s > 2Fi ,

取Fs = 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chi,上升沿单次触发,触发电平可调大一些，儿十inv不成

问题.

(3)激波管安装膜片，给气圧机充气在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△(；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AL,记录下室内温度，山此计算出激波速度和激波马赫

数由下式计算出5区压力“51和传感器输入阶跃理论值AP。

_(7M£-1) (8M/-2)

51 _ 6 (M$» + 5)

「(7M2 _ 1) ©Ms? _ 2)'

△p = °5_p= ----- ---- —7^― -1 Pl

6 (Ms~ + 5)

(5)读出ch2波形的电压增量，按下列公式il•算试验得到传感输入阶

跃实验值Ap。

S(/w)-电压增量(mv)x放大貉的灵敏MlOpc/unit)

1传感器的灵敬Mpc/bar)x实验输出(10恥/""〃)

此处传感器的灵敏度选用静标时传感器的电荷灵敏度。

(6 )将示波器2通道数据输入计算机，打开计算机桌面上的TDS-210数据处理程序，点击acquire图标，计算机读取数据，用文件中的export命令保存数据，待处理。示波器数据为电压值(mv),需按下式转换为压力值。

实际电压值(mv )

压力（unit,

实际输L L* ( 10wv /unit)

四、数据处理

(1).计算的压力突跃值

激波管端壁传感器与侧壁传感器之间的距离是L = 30cm：

激波传过此段距离经历的时间是t =ms；

激波传播的速度是Vs = L/t

根据室温，算出声速«

所以，激波马赫数为Ms = Vs/a

求出P5-p\,即激波管1区和5区的压力突跃值

(2).测量压力突跃值

由示波器曲线读出激波管端壁的传感器的波形突跃值mv和静标的传感器电荷灵敏度pc/bar,求出测量的激波管1区和5区的压力突跃值为bare

(3).理论实验值比较，求岀误差为

(4)求幅频特性和相频特性

(1)对输入的阶跃信号做FFT：

(2)对测量信号做FFT；

(3)得到传感器的幅频特性和相频特性曲线。

(4)也可以用阶梯线法求解。

由频率特性曲线读出传感器的固有频率是：f= kHzo

五、讨论和实验结论：

对实验中的各种问题进行讨论，并对实验结果做出自己的结论。