传感器(电子教案)第11章

标定仪器设备精度等级的确定 测震传感器的标定 绝对标定法 比较标定法
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静态特性标定的方法 将传感器全量程（测量范围）分成若干等间距点； 根据传感器量程分点情况，由小到大逐渐一点一点的 输入标准量值，并记录下与各输入值相对的输出值； 将输入值由大到小一点一点的减少下来，同时记录下 与各输入值相对应的输出值； 按前两步所述过程，对传感器进行正、反行程往复循 环多次测试，将得到的输出 -- 输入测试数据用表格列 出或画成曲线； 对测试数据进行必要的处理，根据处理结果就可以确 定传感器的线性度、灵敏度、滞后和重复性等静态特 性指标。
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11.2 传感器的动态特性标定
传感器的动态标定主要研究传感器的动态响 应，而与动态响应有关的参数，一阶传感器只有 一个时间常数 τ ，二阶传感器则有固有频率 ωn 和 阻尼比ξ两个参数。
图11-1 图11-2 图11-4 图11-5 求一阶装置时间常数的方法 二阶装置（ξ<1）的阶跃响应 由幅频特性求时间常数τ 欠阻尼二阶装置的ξ的ωn
对传感器进行标定，是根据试验数据确定传感器的各项性 能指标，实际上也是确定传感器的测量精度，所以在标定 传感器时，所用的测量仪器的精度至少要比被标定传感器 的精度高一个等级。这样，通过标定传感器的静态性能指 标才是可靠的，所确定的精度才是可信的。
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11.1 传感器的静态特性标定
激波管标定装置工作原理 激波管阶跃压力波的性质 误差分析
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11.4.2 激波管标定法
一、激波管标定装置工作原理：
激波管标定装置系统组成： 激波管：产生激波的核心部分 入射激波测速系统 标定测量系统：由被标定传感器4，5，电荷放大器10及记忆
示波器11等组成。被标定传感器既可以放在侧面位置上，也可以放 在底端面位置上。从被标定传感器来的信号通过电荷放大器加到记 忆示波器上记录下来，以备分析计算，或通过计算机进行数据处理， 直接求得幅频特性及动态灵敏度等。
第11章
传感器的标定
传感器的标定分为静态标定和动态标定两种。静态标 定的目的是确定传感器静态特性指标，如线性度、灵敏度、 滞后和重复性等。动态标定的目的是确定传感器的动态特 性参数，如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等。 有时，根据需要也要对横向灵敏度、温度响应、环境影响 等进行标定。
11.1传感器的静态特性标定 11.2传感器的动态特性标定 11.3测振传感器的标定 11.4压力传感器的标定 本章要点
图11-13 激波管实际阶跃压力波 图11-14 估算tR的方法
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11.4.2 激波管标定法
三、Fra Baidu bibliotek差分析
测速系统的误差 激波速度在传播过程中的衰减误差 破膜和激波在端部的反射引起振动造成的 误差
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第11章 本章要点
传感器的静态特性标定
静态标准条件
所谓静态标准是指没有加速度、振动、冲击（除非这些参数 本身就是被测物理量）及环境温度一般为室温（ 20±5℃）， 相对温度不大于85%，大气压力为7kPa的情况。
图11-7 稳态周期性校准压力源 图11-8 表示获得稳态周期性压力源
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11.4.2 激波管标定法
激波管标定压力（或力）传感器特点：
压力幅度范围宽，便于改变压力值； 频率范围广（2khz~2.5MHz）； 便于分析研究和数据处理。 此外，激波管结构简单，使用方法可靠。

气源
图11-10 激波管
图11-11 激波管中压力波动
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11.4.2 激波管标定法
二、激波管阶跃压力波的性质
激波管法是不可能得到如此理想的阶跃压 力波，通常它的典型波形如图11.13所示。可 用4个参量来描述，即初始压力P1、阶跃压力 △P、上升时间tR及持续时间τ
图11-12 理想阶跃压力波
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11.1 传感器的静态特性标定
静态标准条件
传感器的静态特性是在静态标准条件下进行标定的。所谓 静态标准是指没有加速度、振动、冲击（除非这些参数本 身就是被测物理量）及环境温度一般为室温（20±5℃）， 相对温度不大于85%，大气压力为7kPa的情况。
标定仪器设备的精度等级的确定
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11.3 测振传感器的标定
测振仪性能的全面标定只是制造单位或研究部门进行， 在一般使用单位和使用场合，主要是标定其灵敏度、频率特 性和动态线性范围。
11.3.1 绝对标定法
被标测振传感器的加速度灵敏度S0为
2 Eems mV s 2 Sa 2 (2f ) X m m
11.3.2 比较标定法
被标测振传感器的中速度灵敏度Sa为
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E Sa Eo
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11.4 压力传感器的标定
动态标定压力源
激波管标定法
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11.4.1 动态标定压力源
1、稳态周期性压力源 2、非稳态压力源
活塞与缸筒 凸轮控制喷嘴 声谐振器 验音盘
采用稳态周期性压力源来确定压力传感器的动态特性时，往往受到 所能产生的振幅和频率的限制。高的振幅和稳态频率很难同时获得。 为此，在较高振幅范围内，为了确定压力传感器的高频响应特性， 必须借助于阶跃活数理论。所谓激波管，无疑它能产生非常接近的 瞬态"标准"压力。激波管的结构十分简单，它是一根两端封闭的长 管，用膜片分成两个独立空腔。 快速卸荷阀 脉冲膜片 闭式爆炸器 激波管