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/A

P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）。改变砝码重量，即可改变加载压力。

（3）突然打开油杯阀门，接通大气。此时传感器上卸载。

4 .静态标定

（1）打开示波器电源开关(开关在示波器上表面)。将电荷放大器YE5850的开关档置于”复位”, 将放大器地线良好接地, 然后打开放大器的电源开关(开关在背面面板上).

（2）将传感器电缆接到放大器电荷输入端，放大器输出电缆接到示波器2 通道输入端。（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。

（4）旋转示波器2通道的垂直电压调节旋钮, 将垂直标尺定在20mv/div, 旋转水平位置的秒/刻度旋钮, 将水平标尺(主时基)定在500ms/div。按下”TRIGGER”钮, 显示区右边会显示触发菜单, 将触发类型选在边沿触发, 触发方式选在单次触发, 信源选ch2, 耦合方式选交流, 斜率选下降沿, 然后按下”HORIZONTAL”钮, 在菜单中选择电平, 旋转”电平”旋钮, 设置触发电平. 注意：触发电平一般选在所测电压峰-峰值的一半左右, 基本原则是保证噪声不会引起触发, 信号能够引起触发。这里给出一个参考值：当加压至3千克力/平方厘米时, 触发电平可设置在20mv左右。

（5）在活塞式压力计上对传感器加载后，将放大器置到“工作”，将示波器面板右上端”执行/停止”按下, 当显示区上方中间显示位“Ready”, 突然打开油杯阀门，使示波器触发。注意：试验者可能由于触发电平设置太低, 而使噪声引起触发, 或者设置过高, 使得信号不能触发。另外, 在每次测量后, 将放大器置于”复位”, 使里面的残余电荷放掉。

（6）用光标读出电压值。按下菜单栏里的”CURSOR”钮, 显示区将显示光标的菜单, 类型选择”电压”, 信源选ch2, 用垂直处的波形位移钮移动光标1和光标2, 菜单栏里的增量处, 将显示两光标间的电压差值。由此读出触发前后的电压差。

注意：如果发现显示区波形被截断,需要调大垂直标尺, 重新测量. 用下列公式计算出电荷量：

（7）改变砝码重量，从0.7千克力/平方厘米开始，每次增加0.5千克力/平方厘米，直到砝码总压达到5千克力/平方厘米时,重复上述试验过程. 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。