三轴地磁传感器的误差校准算法

压力传感器标定与校准

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。 线性度eL （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； A x ）00% y^s 重复性eR ：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（ 95.4%）或 a=3（ 99.73%） 迟滞eH 正行程与反行程之间的曲线的不重合度;

dp =± _ % 线性度、迟滞反映 系统误差；重复性反映 偶然误差 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。正弦 压力激励法在高 频、高压时，正弦信号往往严重畸变。因此一般只能用于小压力或低 频围的检定。 xlOO% 贝塞尔公式 误差（三者反应系统总误 差）

JJG 860—94压力传感器(静态)检定规程

压力传感器（静态）检定规程 JJG 860—94 本规程主要起草人：许新民（航空工业总公司第304研究所） 郭春山（中国计量科学研究院） 张首君（中国计量科学研究院） 参加起草人：陈景文（航空工业总公司第304研究所） 目次 一概述 二技术要求 三检定条件 四检定项目和检定方法 五检定结果处理和检定周期 附录1 压力传感器检定记录格式 附录2 检定证书内容格式（1） 附录3 检定证书内容格式（2） 压力传感器（静态）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静态检定。 一概述 压力传感器是一种能感受压力，并按照一定的规律将压力转换成可用输出信号（一般为电信号）的器件或装置，通常由压力敏感元件和转换元件组成。 按压力测试的不同类型，压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器等。 二技术要求 1压力传感器的准确度等级和允许基本误差应符合表1规定。 表1 2压力传感器的配套应完整，外观不应有影响计量性能的锈蚀和损伤。各部件应装配牢固，不应有松动，脱焊或接触不良等现象。 3压力传感器在外壳上或外壳的铭牌上应清楚地标明其型号和编号。压力传感器的名称、

测量范围、准确度等级、制造厂家、制造日期及工作电源可在外壳或铭牌上标明，或在相应的技术文件中说明。 4差压传感器的高压（＋）和低压（－）接嘴应有明确的永久性标志。 5压力传感器的电源端和信号输出端应有明确的区别标志。 6重复性误差。压力传感器的重复性误差不得大于允许基本误差的绝对值。 7回程误差。压力传感器的回程误差不得大于允许基本误差的绝对值。 8线性误差。压力传感器的线性误差的绝对值不得大于允许基本误差的绝对值。非线性压力传感器对此不作要求。 三检定条件 9 压力标准器 压力标准器选择的基本原则是其基本误差的绝对值应小于被检压力传感器基本误差绝对值的1／3。准确度等级为0.05级的压力传感器允许采用一等标准器（±0.02%）作为压力标准器。 压力标准器可选用工作基准活塞式压力计、工作基准微压计、标准活塞式压力计、标准活塞式压力真空计、气体活塞式压力计、标准浮球式压力计、标准液体压力计、补偿式微压计、数字式压力计、精密压力表及其他相应准确度等级的压力计量标准器。 10 检定设备 10.1激励电源。激励电源应按压力传感器要求配套，除非压力传感器对激励电源稳定性无特殊要求，否则其稳定度应为被检压力传感器允许基本误差绝对值的1／5～1／10，可选用精密稳压电源、稳流电源、干电池或蓄电池等。 10.2读数记录装置。检定压力传感器用的读数记录装置基本误差的绝对值应小于被检压力传感器允许基本误差绝对值的1／5～1／10，可选用数字式电压表、数字式频率计、电流表等。 10.3其他设备。真空计、数字式气压计（或标准气压表）、温度计、湿度计、精密电阻箱等。 10.4与压力标准器配套使用的加压（或抽空）系统应在示值检定范围内连续可调。 11 环境条件 11.1检定时的环境温度视被检压力传感器的准确度等级而定，应符合下列要求： 0.01、0.02级20±1℃ 0.05级20±2℃ 0.1、0.2、0.5级20±3℃ 其他等级20±5℃ 11.2检定前，压力传感器应在检定的环境温度下放置2h以上，方可进行检定。 11.3相对湿度：小于80% 大气压力：86～106kPa 四检定项目和检定方法 12 外观检查 12.1使用中的压力传感器应有前次检定证书，新制造的或修理后的压力传感器应有出厂合格证书。 12.2检查压力传感器的外观应符合本规程第2～5条要求。

压力传感器动态标定

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、实验步骤： ( 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100kHZ.灵敏度设在10pc/unit。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100kHZ，示波器ch1垂直标尺置于500mv/div，ch2的垂直标尺置于20mv/div。 采样频率的设定：考虑到传感器的固有频率约为120kHz，由Shannon 采样定律，F s≥ 2F i，取F s＝500kS/s，即cm。也就是说水平标尺调节到500微妙/div为宜。 触发信源选ch1,上升沿单次触发，触发电平可调大一些,几十mv不成问题. ( 3 ) 激波管安装膜片，给气压机充气在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

传感器的标定与校准

标定与校准的概念 新研制或生产的传感器需要对其技术性能进行全面的检定，以确定其基本的静、动态特性，包括灵敏度、重复性、非线性、迟滞、精度及固有频率等。 例如，对于一个压电式压力传感器，在受力后将输出电荷信号，即压力信号经传感器转换为电荷信号。但是，究竟多大压力能使传感器产生多少电荷呢？换句话说，我们测出了一定大小的电荷信号，但它所表示的加在传感器上的压力是多大呢？ 这个问题只靠传感器本身是无法确定的，必须依靠专用的标准设备来确定传感器的输入――输出转换关系，这个过程就称为标定。简单地说，利用标准器具对传感器进行标度的过程称为标定。具体到压电式压力传感器来说，我们用专用的标定设备，如活塞式压力计，产生一个大小已知的标准力，作用在传感器上，传感器将输出一个相应的电荷信号，这时，再用精度已知的标准检测设备测量这个电荷信号，得到电荷信号的大小，由此得到一组输入――输出关系，这样的一系列过程就是对压电式压力传感器的标定过程，如图1-19所示。 图1-19 压电式压力传感器输入――输出关系 校准在某种程度上说也是一种标定，它是指传感器在经过一段时间储存或使用后，需要对其进行复测，以检测传感器的基本性能是否发生变化，判断它是否可以继续使用。因此，校准是指传感器在使用中或存储后进行的性能复测。在校准过程中，传感器的某些指标发生了变化，应对其进行修正。 标定与校准在本质上是相同的，校准实际上就是再次的标定，因此，下面都以标定为例作介绍。 1．7．2 标定的基本方法 标定的基本方法是，利用标准设备产生已知的非电量(如标准力、位移、压力等)，作为输入量输入到待标定的传感器，然后将得到的传感器的输出量与输入的标准量作比较，从而得到一系列的标定数据或曲线。例如，上述的压电式压力传感器，利用标准设备产生已知大小的标准压力，输入传感器后，得到相应的输出信号，这样就可以得到其标定曲线，根据标定曲线确定拟合直线，可作为测量的依据，如图1-20所示。

力传感器标定及称重实验指导书

力传感器标定及称重实验指导书 一. 实验目的 通过本实验了解和掌握力传感器的测量原理和方法。 二. 力传感器工作原理简介 电阻应变计是利用物体线性长度发生变形时其阻值会发生改变的原理制成的，其电阻丝一般用康铜材料，它具有高稳定性及良好的温度、蠕变补偿性能。测量电路普遍采用惠斯通电桥（如图1所示），利用的是欧姆定律，测试输出量是电压差。 图1 惠斯通电桥 本实验采用的电阻应变计采用的是惠斯通全桥电路，当物料加到载物台后，4个应变片会发生变形，产生电压输出，经采样后送到计算机由DRVI快速可重组虚拟仪器平台软件处理。因为电桥在生产时有一些误差，不可能保证每一个电桥的电阻阻值和斜率保持一致。所以，传感器在使用之前必须要经过线性校正，这是由于计算机得到的是经过采样后的数字量，与真实质量之间是一种线性关系，需要由标定来得到这个关系。 图2力传感器实物 在实验中采用的力传感器是LYB-5-A型应变力传感器具有精度高、复现性好的特点。其外形见图2。需要特别强调的是：由于力传感器的过载能力有限（150%），所以，在实际使用过程中应尽量避免用力压传感器的头部或冲击传感器。否则，极易导致传感器因过载而损坏！ 三. 实验仪器和设备 1. DRVI可重组虚拟实验开发平台1套 2. 蓝津数据采集仪（LDAQ-EPP2）1套 3. 开关电源（LDY-A）1套 4. 称重台1个 四. 实验步骤及内容 1. 将称重台的传感器输出线与实验台上对应的接口相连。 2. 启动服务器，运行DRVI主程序，开启DRVI数据采集仪电源，然后点击DRVI快捷工具条上的“联机注册”图标，选择其中的“DRVI采集仪主卡检测”进行服务器和数据采集仪之间的注册。联机注册成功后，分别从DRVI工具栏和快捷工具条中启动“DRVI微型Web服务器”和“内置的Web服务器”，开始监听8600和8500端口。 3. 打开客户端计算机，启动计算机上的DRVI客户端程序，然后点击DRVI快捷工具条上的“联

压力传感器标定

燃气联试系统在正式工作之前要进行传感器校标；若测试现场环境发生变化，用户更有必要对传感器重新校标。 本系统用到的传感器有侧燃压力传感器和燃气压力传感器。 1．传感器校标特征图 图5.9 传感器校标特征 2．传感器校标计算公式 标定线的各点压强值对应的高度：（此处侧燃n =7，燃气n =8） 0h =4 04030201h h h h +++ 1h = 414131211h h h h +++ … … n h =2 21n n h h + （5-11） 定义各点压强对应的实际高度：（此处侧燃n =7，燃气n =8） 1P 时，1h -0h =△1h 2P 时，2h -0h =△2h

… … n P 时，n h -0h =△n h （5-12） 计算各标定压强间隔的内插系数：（此处侧燃n =7，燃气n =8） 1k =1 1h △P 2k = 2121 h - h P P -?? … … n k =1 -n n 1h -△h △--n n P P （5-13） 标定压强值求法： m P =1-n P +n K (m H -△1-n h ) （5-14） 其中，m H 为曲线上m 点至零线的高度； n K 为△1-n h 和△n h 之间的换算内插系数； 1-n P 为对应于△1-n h 的压强标定值； m P 为对应m H 高度求得的压强值。 传感器非线性计算公式： △h h △n △h n i n -i ╳100% （5-15） 其中，n 为标定线上的最大台阶数； △n h 为最大标定高度； i h △为第i 阶段的标定高度； i 为标定线是任一个阶梯（i =1、2、3…n ） 计算各点值，取其最大值表示传感器非线性值。 传感器滞后性(迟滞)参数计算公式： i2i1i4i3n 1(h -h h -h ) 4h ??+???╳100% （5-16）

压力传感器标定与校准

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。

手机侧边压力传感器校准方法与制作流程

本技术公开了一种手机侧边压力传感器校准方法，该方法通过按压两个传感器中间的点，获取两个传感器端的压力值，以此为基础，把相邻两个压力传感器的校准系数比例关系，再根据相邻压力传感器的比例关系，最终得到所有传感器间的比例关系，通过该比例关系进行压力传感器的校准。通过本技术可以在没有专业校准设备的情况下，获得各传感器的相对校准系数，由此实现快速、准确地校准。 技术要求 1.一种手机侧边压力传感器校准方法，其特征在于该方法通过按压两个传感器中间的点，获取两个传感器端的压力值，以此为基础，把相邻两个压力传感器的校准系数比例关 系，再根据相邻压力传感器的比例关系，最终得到所有传感器间的比例关系，通过该比 例关系进行压力传感器的校准。 2.如权利要求1所述的手机侧边压力传感器校准方法，其特征在于该方法包括如下步骤： 101、启动校准功能后，用户按压第一传感器和第二传感器中间位置201，分别读出四个 压力传感器的信号值为A1，A2，A3，A4； 102、按压第二传感器和第三传感器中间位置202得到B1，B2，B3，B4；

103、按压第三传感器和第四传感器中间位置203，等到C1，C2，C3，C4； 104、计算，获取各传感器的相对校准系数。 105、然后通过相对校准系数，可以精确获知用户按压了什么位置，以此进行校准。 3.如权利要求2所述的手机侧边压力传感器校准方法，其特征在于所述104步骤中，利用公式P1＝R1*A1，其中P1为传感器1处的压力值，R1为传感器101的校准系数，A1为传感器101输出的信号量； 当按压两个传感器中间位置201时，传感器101与102感受到的压力值是相同的即： P1＝P2R1*A1＝R2*A2R2＝R1*A1/A2 依此类推： 当按压两个传感器中间位置202时，P2＝P3R2*B2＝R3*B3R3＝R2*B2/B3 当按压两个传感器中间位置203时，P3＝P4R3*C3＝R4*C4R4＝P3*C3/C4 由于测定按压位置的识别只有两个通道间的压力比例相关，与压力大小无关。 因此我们可以设定R1为1.0，则: R1＝1.0； R2＝A1/A2； R3＝(A1/A2)*(B2/B3)； R4＝(A1/A2)*(B2/B3)*(C3/C4)。 技术说明书 一种手机侧边压力传感器校准方法 技术领域

《压力传感器的静态标定实验》指导书

《自动检测技术》实验指导书 北京交通大学机电学院测控系 2006年9月

实验一压力传感器的静态标定实验 一、实验目的要求 1、了解压力传感器静态标定的原理； 2、掌握压力传感器静态标定的方法； 3、确定压力传感器静态特性的参数。 二、实验基本原理 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，主要指通过一系列的标定曲线得到其静态特性指标：非线性、迟滞、重复性和精度等。 三、实验系统 1、系统连接 2、实验设备 活塞式压力计（型号：YS/YU-600型）、标准压力表（精度：0.4级，量程：0~10MPa）、被标定的压力传感器（型号：AF1800，量程：0~10MPa）、数字万用表、标准砝码、工作液体（蓖麻油）。

3、活塞式压力计结构原理 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1将被顶起而稳定在活塞筒3内的任一平衡位置上。这时有压力平衡关系： g m m A p )(1 0+= 式中：p 为系统内的工作液体压力；m 与m 0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。 在承重托盘上换不同的砝码，由螺旋压力发生器推动工作活塞，工作液体就可处于不同的平衡压力下，因此可以方便而准确地由平衡时所加的砝码和活塞本身的质量得到压力p 的数值。此压力可以作为标准压力，用以校验压力表。如果把被校压力表6上的示值与这一准确的压力p 相比较，便可知道被校压力表的误差大小。也可以关闭a 阀，在b 阀上部接入标准压力表，由压力发生器改变工作液压力，比较被校表和标准表上的示值进行校准。同样，将被校压力表换成压力传感器，就可以通过比较压力传感器测量的压力值和标准表上的示值进行校准，对压力传感器进行静态标定。 4、扩散硅压力传感器 扩散硅压力传感器在单晶硅的基片上扩散出P 型或N 型电阻条，接成电桥。在压力作用下，根据半导体的压阻效应，基片产生压力，电阻条的电阻率产生很大变化，引起电阻的变化，把这一变化引入测量电路。则其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。 四、实验方法和要求 1、根据实验设备设计实验电路连线图，装配、检查各种仪器、传感器及压 力表。 2、检查实验电路及油路。

温度压力计的标定算法及软件实现

本文由ｚｈａｎｇｙｕｆｅｉ＿１２３贡献 ｄｏｃ１。 温度压力计的标定算法及软件实现 １．引言　存　储式井温压力计是一种高精度、高分辨率的井下温度和压力测试系统。它可　以完成对井下温度和压力情况的长时间持续监测，尤其适用于测试油井流压、静　压和压力　恢复的任务中。但是国内存储试压力计的大都采用最小二乘法标定仪　器，精确度不高，万分之　５　也很难达到。本文从压力计的标定算法入手，采用离　散点数据逼近的　原理，利用更高次的数值逼近的算法，提高压力计的测量精度。　２．存储式井温压力计简介　存储式井温压力计系统（以后简称压力计系统）可以相对独立的分为硬件系统和　软件系统两部分。　软硬件系统之间是基于特定的通讯协议并通过串口进行数据　交换。　软件系统负责标定硬件系统，对硬件系统设置参数，读取硬件采集的数据并进行　数据解释处理。串口通讯程序是整个软件的最底层，数据处理、图形绘制和仪器　标定都是通过它与硬件仪器交换数据的，这段程序与通讯协议有关。　硬件系统工作于井下，由　ＰＩＣ　单片机芯片控制压力、温度传感器采样数据，并将　数据存储于存储芯片中或直接发送给软件系统，　该单片机的程序严格按照通讯协　议编写，与软件系统的串口通讯程序进行互操作。　在　数据处理过程中有下列名词。测量数据就是原始数据，是直接由硬件仪器采　集的通过二进制转化为十进制的计数值数据。工程数据，就是将原始数据带入一　定的公式　计算后，得到的与原始数据对应的一个数据。标准数据则是在标定过　程中使用的，如标准压力，标准温度等。在数据处理过程中，我们测量的工程数　据都是标准数据　的逼近值。　３．压力计系统的数据处理公式　仪器采集的数据是原始数据，原始数据向工程数据的转化是软件的主要任务，转　化过程利用数学公式表示为：　Ｖｅ　＝　ｆ　（Ｖｏ　）　表示原始值；　表示工程值；　（　）表示函数关系式。　通过实验数据来确定上述公式的函数关系式　ｆ（）的过程就是仪器标定的过程。将　试井中测量的原始数据利用函数关系式　ｆ（）计算出工程数据的过程就是数据解　释的过程。　通常温度传感器的稳定性比较好，受外界干扰的因素少，通过实验温度原始数据　与工程数据的对应关系满足线性关系。　Ｖｔｅ　＝　Ｋ　＊　（Ｖｔｏ　？　Ｂ）　（公式　１）　根据上述公式，试验只需要从试验数据中选取两组值，即可计算出关系式中的常　数系数　Ｋ　和　Ｂ　得值。因此对温度的标定非常简单。　压　力的标定是比较复杂的。由于压力传感器的一般采用电气特性的设计原理，　不管采用电位器的特性，还是电阻应变片的特性，在高温下，都会随温度的升高　而使恒定　的压力在经过传感器采集后产生飘移，这就是温飘现象。这种现象的　存在，如果不对其进行补偿，肯定会影响到压力测量的准确度以及精度。 表　１　中的数据是已实现的标定软件在标定过程中记录的测量数据，　首行首列都是　标定用到的标准数据，表中为试验采集的测量数据。表中数据可以看出压力传感　器采　集的数据受到温度的影响，产生温飘现象。所以在计算压力工程值的过程　中必须考虑到温度对工程值的影响，需要温度对其进行补偿。　利用离散数据的最佳平方逼近理论，　当　（　是未知数的个数，　是参与运算的向　量的维数）时的最佳平方逼近公式：　温度值　Ｃ）　３０．００００　（。　压力（ＭＰａ）　频率　１　（ＫＨｚ）　０．００００　２．００５２　５．００００　２．１１０３　１０．００００　２．２２０３　２０．００００　２．４３８７　３０．００００　２．６５６０　４０．００００　２．８７４０　５０．００００　３．０９１０　５５．００００　３．２０００　６０．００００　３．３０８０　表　１　压力标定实验数据表　５０．００００　频率　２　（ＫＨｚ）　１．９９６０　２．１０３７　２．０２１３３　２．４３２５　２．６５２７　２．８７１８　３．０９１０　３．２００８　３．３１００　８０．００００　频率　３　（ＫＨｚ）　１．９７９０　２．０８９２　２．２００７　２．４２３８　２．６４７５　２．８６９７　３．０９３８　３．２０５０　３．３１５８　１００．００００　频率　４　（ＫＨｚ）　１．９６６７　２．０７８２　２．１９１５　２．４１７０　２．６４３２　２．８６８３　３．０９４２　３．２０６７　３．３１９０　１２０．００００　频率　５　（ＫＨｚ）　１．９５５０　２．０６７０　２．１８１２　２．４１００　２．６３９０　２．８６６５　３．０９５７　３．２０９５　３．３２３２ 利用矩阵的运算可以计算出系数 的值。最后得出： ，　就是压力值　Ｙ　的最佳平方逼近。因此在压力数据处理中，测量并利用公式　２　计算　出的　值来近似表示标准的压力值，因此公式中　的取值越接近　，　对　Ｙ　的逼近程 度越高，但同时对逼近离散点之间的值的逼近有一定的负面影响，因此　的取值　应该综合考虑这方面的影响。而标定的过程就是利用公式　２　确定　系数的过程。　４．

压力传感器误差及标定方法

压力传感器误差及标定方法 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，它在传感器之家中排在第一位，可见其相当重要。我们通常使用的压力传感器主要是基于压电效应而制造出来。压力传感器的性能如何一方面在于合理进行压力传感器的误差补偿。它的误差来源主要是灵敏度误差、偏移量误差、线性误差和滞后误差。由于在整个压力范围内垂直偏移保持恒定，因此变换器扩散和激光调节修正的变化将产生偏移量误差。灵敏度误差，它的大小与压力成正比。如果设备的灵敏度高于典型值，灵敏度误差将是压力的递增函数，否则相反。在实际测量中，滞后误差一般忽略不计，除非在压力变化非常剧烈的场合。线性误差的来源在于传感器敏感器件物理非线性，如果传感器中含有放大器，它还需包括放大器的非线性误差。线性误差曲线可能是凹形的，也可能是凸形的。传感器标定可消除或极大地减小这些误差，而补偿技术通常要求确定系统实际传递函数的参数，而不是简单的使用典型值。电位计、可调电阻以及其他硬件均可在补偿过程中采用，而软件则能更灵活地实现这种误差补偿工作。压力传感器的标定方法主要有：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。 工程师在实际设计过程中，应根据精度需要，选择合适的标定方法，另外还需要考虑总的成本。

传感器的标定与校准

第14章传感器的标定与校准 ●传感器的标定与校准：通过试验，建立传感器的输出-输入特性及其误差关系。 ●传感器的标定与校准方法：标准设备产生已知非电量—输入量，测试被标定传感器相应的输出量，并与输入量比较，作出标定图表。 ●传感器的标定系统：被测非电量的标准发生器与标准测试系统；待标传感器与配接的信号调理和显示、记录器等。 静态标定——标定静态特性：灵敏度，线性度，精度，……； ●传感器的标定— 动态标定——动态特性参数（τ；ωn，ξ）测试； 动态标定信号：阶跃信号或正弦信号。 ●传感器的标定与校准的目的：保证测量的准确、统一和法制性。 §14.1 测量误差基本概念 14.1.1 测量与测量误差 1．测量 “测量是以确定量值为目的的一种操作”。这种“操作”就是测量中的比较过程——将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程。实现比较的工具就是测量仪器仪表（简称仪表）。 检测是意义更为广泛的测量，它包含测量和检验的双重含义。 检测过程应包括：信息的获取——用传感器完成；信号的调理——用变送器完成；信号的显示与记录——用显示器、指示器或记录仪完成。 传感器、变送器和显示装置可统称为检测仪表，或者将传感器称为一次仪表，将变送器和显示装置称为二次仪表。 2．测量误差 检测仪表获得的测量值与被测变量的真实值之间总会存在一定的差异，这一差异称为测量误差。这就是误差公理——实验结果都具有误差，误差自始至终存在于一切科学实验的过程之中。 （1）绝对误差 绝对误差?在理论上是指测量值x与被测量的真值x i之间的差值，即 ?=x-x i(14-1) 真值x i是一理想的概念，在实际测量的条件下一般无法得到真值。通常用计量学约定真值、标准器具相对真值、多次测量平均值等作为真值，用x0表示。将式（14-1）中的真实值x i用x0来代替，则绝对误差可以表示成 ?=x-x0(14-2) 绝对误差是可正可负的，而不是误差的绝对值；绝对误差还有量纲，它的单位与被测量的单位相同。 测量误差可能由多个误差分量组成。引起测量误差的原因，通常包括：测量装置

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。而最终在我们的共同努力下解决了这一问题，并且很好的完成了实验，最终的标定结果显示我们的传感器做的非常成功，线性非常好。这让我们都非常有成就感，虽然有很多曲折，但我们取得了喜人的结果。这让我明白了合作是非常重要的。

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)10-0039-03 C alibration of dynamic sensitivity of PV DF pressure transducer ZEN 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;linearity 0　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。近年来,利用PVDF具有超薄、高韧性、简单、实用、性价比高等特点,成功地研制了PVDF压力传感器,用来测量强冲击荷载条件下岩土类介质中压力(含应力)。该传感器是把PVDF片(成品)粘固在厚不锈钢板上,两极焊接低噪声电缆传输线,在引线处进行密封防潮处理,利用PVDF在相当石英晶体的光轴方向的正压电效应,把压力变化线性地转换成电荷量的变化。 PVDF压力传感器只能测量动态压力,给定其动态灵敏度较之静态灵敏度更有实际意义。目前压力传感器的动态校准设备有激波管,它能提供上升时间极短的阶跃压力,对分析传感器的动态特性是很理想的,但其最大校准压力仅几MPa,另外还有落体冲击台或流体压力速卸装置等,这类设备的最大标准压力可大于200MPa,但动压力的上升时间一般为ms量级。本文采用研究材料动力学性能的压杆装置,在压力上升时间为0.05～0.16ms,最大校准压力达240MPa的条件下,对PVDF压力传感器进行动态校准。 1　校准方法 动态校准在Φ100mm霍普金森压杆装置(SHPB)上进行,如图1所示。图中输入杆和输出杆两端面紧靠在一起,一组(6片)PVDF片用502胶均布粘贴在输出杆的端面上,片的引线端子伸出在杆圆周面之外。气炮中迅速释放的高压气体驱动炮弹撞击输入杆,在输入杆中产生一维平面压缩应力波,应力波经输入杆由被校准的PVDF片传递到输出杆。 收稿日期:2003-05-2493 　2003年第22卷第10期 传感器技术(Journal of Transducer Technology)

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

冲击波测量用压力传感器准静态校准方法

冲击波测量用压力传感器准静态校准方法 孔德仁　李永新　朱明武 (南京理工大学　南京　210094) 摘要　阐明了冲击波测量的意义,介绍了目前用于冲击波测量的方法,分析了这类方法存在的问题,为提高冲击波的测量精度,针对存在的问题,提出了一种适用且新颖的准静态冲击波测量用压力传感系统的校准方法—利用落锤液压动标装置对冲击波测量用压力传感系统实施准静态的绝对校准。 关键词　冲击波测量　压力传感器　准静态校准　绝对校准　落锤动标装置 Qua si-sta tic Ca l ibra tion M ea sure of Pressure sen sor for Shock W ave Kong D eren　L i Yongx in　Zhu M ingw u (N anj ing U n iversity of S cience and T echnology,N anj ing　210094,Ch ina) Abstrsact　T he significance of m easuring the shock w ave is illum inated.T he existing m ethods used to m easure the shock w ave are introduced.T he existed p roblem s of th is k ind of m ethods are analyzed.Po inting to the exist2 ed p roblem s,a suitable and new quasi-static m ethod is put fo rw ard to i m p rove p recisi on of m easuring the shock w ave.T h is m ethod is quasi-static abso lute calibtrati on on p ressure senso r system used to m easure the shock w ave w ith drop-hamm er dynam ic p ressure calibrati on device. Key words　M easurem ent of shock w ave　P ressure senso r　Q uasi-static calibrati on　A bso lute calibrati on　D ropper-hamm er dynam ic calibrati on device 1　引 言 冲击波的压力大小及作用范围是衡量武器威力的主要指标,为定量地评定各类武器或爆炸器材之爆炸威力及计算爆炸释放能量与燃烧率,冲击波压力测量具有十分重要的意义。由于化爆所产生的压力作用时间很短,要求测压系统具有足够动态特性及测量范围0.02M Pa～70M Pa。常用的传感器有压阻式及压电式两种。在实际应用中压电式使用较为广泛。 压电式冲击波测量传感器有两种:一是高阻抗输出;二是低阻抗输出。高阻抗输出的传感器在构成测量系统时需配置高阻抗输入的二次仪表电荷放大器。冲击波压力场测量一般要求多点测量,且输出电缆线较长,因压电测量系统共性问题,实际应用较少。低阻抗输出的压电式冲击波测量传感器实际上是在高阻输出的传感器内封装了阻抗变换器,如k istler211BE、206E,这类传感器在使用时,其输出电缆与被测信号的频率分量有关,当高频分量较丰富时,要求配接的电缆长度较短,高频分量不多时,可适当增加电缆长度。这类传感器输出量是电压,其灵敏度由生产厂家给定。在使用中,由于测试环境多变性及所用电缆长度均会引起灵敏度之变化,给测量带来严重的误差。另一方面,由于压电测量系统固有特性不宜采用静态校准确定系统工作灵敏度,且对那些高精度、寿命有限的昂贵传感器更不宜采用静态校准。为能准确地测量冲击波压力,需对这类传感器的校准方法进行必要的研究。本文提出了一种较为实用的准静态冲击波压力测量传感器的校准方法。 2　准静态校准的含义 常用压力传感器校准方法可分为两类:一是静态校准;二是动态校准。静态校准是用标准压力标定机产 第23卷第3期增刊仪　器　仪　表　学　报2002年6月

压力传感器静态标定实验

· 压力传感器的静态标定实验 一、实验目的要求 1、了解压力传感器静态标定的原理； 2、掌握压力传感器静态标定的方法； 3、确定压力传感器静态特性的参数。 二、实验基本原理 标定与校准的概念 新研制或生产的传感器需要对其技术性能进行全面的检定，以确定其基本的静、动态特性，包括灵敏度、重复性、非线性、迟滞、精度及固有频率等。 例如，对于一个压电式压力传感器，在受力后将输出电荷信号，即压力信号经传感器转换为电荷信号。但是，究竟多大压力能使传感器产生多少电荷呢？换句话说，我们测出了一定大小的电荷信号，但它所表示的加在传感器上的压力是多大呢？ 这个问题只靠传感器本身是无法确定的，必须依靠专用的标准设备来确定传感器的输入――输出转换关系，这个过程就称为标定。简单地说，利用标准器具对传感器进行标度的过程称为标定。具体到压电式压力传感器来说，我们用专用的标定设备，如活塞式压力计，产生一个大小已知的标准力，作用在传感器上，传感器将输出一个相应的电荷信号，这时，再用精度已知的标准检测设备测量这个电荷信号，得到电荷信号的大小，由此得到一组输入――输出关系，这样的一系列过程就是对压电式压力传感器的标定过程，如图1所示。 图1 压电式压力传感器输入――输出关系 校准在某种程度上说也是一种标定，它是指传感器在经过一段时间储存或使用后，需要对其进行复测，以检测传感器的基本性能是否发生变化，判断它是否可以继续使用。因此，校准是指传感器在使用中或存储后进行的性能复测。在校准过程中，传感器的某些指标发生了变化，应对其进行修正。 标定与校准在本质上是相同的，校准实际上就是再次的标定，因此，下面都以标定为例作介绍。