壓力傳感器標(biāo)定與校準(zhǔn)

壓力傳感器檢定：靜態(tài)檢定動態(tài)檢定我們把壓力傳感器的特性分成兩類靜態(tài)特性和動態(tài)特性。壓力傳感器靜態(tài)特性的主要指標(biāo)是靈敏度、線性度、遲滯、重復(fù)性、精度、溫度漂移和零點(diǎn)漂移等等。一般我們校準(zhǔn)壓力傳感器都是校準(zhǔn)其靜態(tài)特性，這是因?yàn)槲覀儗毫鞲衅骼硐牖?，認(rèn)為其固有頻率相當(dāng)大而且本身無阻尼，這時壓力傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性是一樣的。然而在被測壓力隨時間變化的情況下，壓力傳感器的輸出能否追隨輸入壓力的快速變化是一個很重要的問題。有的壓力傳感器盡管其靜態(tài)特性非常好，但由于不能很好地追隨輸入壓力的快速變化而導(dǎo)致嚴(yán)重的誤差，有時甚至出現(xiàn)高達(dá)百分之百的動態(tài)誤差。所以我們必須要進(jìn)行壓力傳感器動態(tài)特性的校準(zhǔn)，認(rèn)真分析其動態(tài)響應(yīng)特性。壓力傳感器動態(tài)特性可以用它的上升時間、固有頻率、幅頻特性、相頻特性等參數(shù)來描述。遲滯eH：正行程與反行程之間的曲線的不重合度；線性度eL（非線性誤差）：輸入輸出校準(zhǔn)曲線（實(shí)際）與選定的擬合直線之間的吻合程度；重復(fù)性eR：正行程或反行程曲線多次測量時曲線的一致程度；置信系數(shù)a=2（95.4%）或a=3（99.73%）貝塞爾公式線性度、遲滯反映系統(tǒng)誤差；重復(fù)性反映偶然誤差。誤差（三者反應(yīng)系統(tǒng)總誤差）eS：eS=±或e根據(jù)檢定規(guī)程一《壓力傳感器靜態(tài)》,在校準(zhǔn)精密線性壓力傳感器時給出的校準(zhǔn)曲線有二種最小二乘直線和端點(diǎn)平移線。動態(tài)檢定：瞬態(tài)激勵法（階躍信號激勵）正弦激勵法（正弦信號激勵）動態(tài)檢定指標(biāo)、參數(shù)：頻率響應(yīng)、諧振頻率、自振頻率、阻尼比、上升時間、建立時間、過沖量、靈敏度。正弦激勵法：正弦壓力信號輸入法是一種間接的檢定方法，即被檢定的壓力傳感器和一個“參考”壓力傳感器相比較，而“參考”壓力傳感器具有理想的動態(tài)性能。正弦壓力激勵法在高頻、高壓時，正弦信號往往嚴(yán)重畸變。因此一般只能用于小壓力或低頻范圍的檢定。圖1正弦壓力標(biāo)定與校準(zhǔn)原理正弦激勵法可以采用數(shù)字壓力表和相位計可以分別測量正弦信號的幅值和相位，測得標(biāo)準(zhǔn)壓力傳感器測量得到的正弦壓力幅值A(chǔ)（等于標(biāo)準(zhǔn)壓力傳感器響應(yīng)電壓幅值與標(biāo)準(zhǔn)壓力傳感器幅值靈敏度的乘積）和相位?1，以及被檢定壓力傳感器響應(yīng)正弦信號的幅值B和相位?2，幅值靈敏度=BA，相移=?2-?1瞬態(tài)激勵法：一般采用瞬變函數(shù)激勵信號，這時就要用激波管來產(chǎn)生激波；瞬態(tài)壓力信號輸入法利用階躍波和其它非周期的脈沖信號作輸入，目前運(yùn)用得比較成功的是階躍波輸入法。根據(jù)被標(biāo)定的壓力傳感器的階躍響應(yīng)，再用解析的方法計算其動態(tài)特性，此方法不需要動態(tài)性能己知的參考壓力傳感器，所以它是一種直接的標(biāo)定方法。激波管動態(tài)壓力標(biāo)準(zhǔn)采用階躍壓力對壓力傳感器進(jìn)行檢定，他可以產(chǎn)生上升時間為納秒級別的階躍壓力。圖2激波管動態(tài)壓力傳感器檢定原理頻率響應(yīng)：由正弦壓力激勵下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特性，由幅頻特性與相頻特性組成；幅頻特性指正弦壓力激勵下，輸出量與被測量振幅之比與頻率的關(guān)系；相頻特性指輸出量與被測量相差隨頻率變化的關(guān)系。諧振頻率：壓力傳感器具有最大幅值響應(yīng)時的激勵信號的頻率。自振頻率（振鈴頻率）wd：（階躍信號激勵）當(dāng)被測量為階躍變化時，在傳感器輸出中瞬時出現(xiàn)的自由振堂頻率。wd=2πN過沖量δ：（階躍信號激勵）對傳感器施加節(jié)約壓力信號激勵后，其響應(yīng)中超出終值部分的最大值與階躍響應(yīng)幅度之比δ=圖3阻尼比：實(shí)際阻尼系數(shù)與臨界阻尼系數(shù)之比為阻尼比。上升時間tr：壓力傳感器被階躍壓力激勵時，其響應(yīng)值從階躍響應(yīng)幅度的10%過渡到90%所需的時間（如圖1）。建立時間ts：壓力傳感器被階躍壓力激勵時，其響應(yīng)從階躍響應(yīng)幅度的10%時刻起至與終值只差進(jìn)入階躍響應(yīng)幅度的±5%范圍內(nèi)時刻止所需的時間（如圖1）。圖4靈敏度Ks：壓力傳感器響應(yīng)變化量與激勵變化量之比。Ks=ū?P；?P圖5延時時間ts：輸入階躍壓力作用到傳感器到傳感器有信號輸出時的時間差。圖6表1為壓力傳感器計量性能要求：表2為正弦壓力標(biāo)準(zhǔn)的性能指標(biāo)：表3為激波管動態(tài)壓力標(biāo)準(zhǔn)參考文獻(xiàn)：林俊陽.《壓力傳感器的動態(tài)特性測試方法研究》.廈門大學(xué)張大有.《激波管在壓力傳感器動態(tài)性能校準(zhǔn)和實(shí)