实验五 压力传感器静态标定实验

压力传感器现场静态标定分析摘要：本文旨在展示压力传感器的现场静态标定分析方法。

通过介绍不同类型压力传感器以及其原理，分析并讨论了现场静态标定的步骤，并就此提出了相应的解决方案。

最后，强调了正确的静态标定对传感器的重要性。

关键词：压力传感器，现场静态标定，步骤，解决方案正文：1. 绪论本文讨论现场静态标定分析的应用，以压力传感器为例。

首先介绍了不同类型的压力传感器，然后详细介绍了现场静态标定的一般步骤，并使用一个例子来阐述。

最后，提出了解决现场静态标定过程中可能遇到的问题的可行解决方案。

2. 压力传感器及其原理压力传感器是一种通过变化测量压力大小的设备，广泛应用于汽车行业、航空航天行业、制造行业、海洋行业等各个领域。

它通常有两种工作原理：负荷变化压力传感器和电气变化压力传感器。

前者是由流体的负荷变化引起的，当安装在压力容器或管道上时，检测其围界内的压力变化；而后者则是将电气变化与压力变化联系起来的，通过改变元件的物理特性来检测压力变化。

3. 现场静态标定步骤现场静态标定分析是检测压力传感器精度的关键测试环节，一般实施步骤如下：1) 检查传感器：查看传感器尺寸情况，检查安装紧固件是否规范，以确定传感器运行是否正常。

2) 调整零位和满量程：先将零位标定为零，然后将量程标定为上限值。

3) 进行压力曲线测量：根据实际情况，可以进行 10 个或 20个压力点的测量，分别记录传感器读数和实际压力值。

4) 绘制误差曲线：将测量出来的压力点按照压力值排序，绘制出传感器读数与实际压力值之间的误差曲线。

5) 结果分析：检查误差曲线，结合最大允许偏差值，判断标定结果是否满足质量要求。

4. 问题及解决方案在现场静态标定的过程中，会出现一些问题，如精度不高、测量时间过长等。

为了解决这些问题，可采用以下解决方案：1) 采用精度更高的设备，例如压力模拟器，可获得更精确的测量结果；2) 增加标定耗时，确保测量结果的准确性；3) 综合考虑测量场地温度等环境因素，加以考虑，以避免引起测量结果偏差。

一、 CVI 自主实验—传感器静态标定一、实验说明—虚拟传感器的静态标定测试系统的静态特性就是指当被测量x 不随时间变化或随时间的变化程度远缓慢于系统固有的最低阶运动模式的变化速度时，测试系统的输出量y 与输入量x 之间的函数关系，测试系统的静态特性，是通过静态标定的过程获得的。

本次实验要求标定的指标有四个：斜率，截距，均方差，线性度，重复性。

依次定义如下。

1、线性度一般情况下，要求传感器具有线性特性，但传感器的实际特性却是非线性的曲线，这种实际特性曲线与基准直线间的偏差称为非线性误差。

传感器的非线性误差指标通常用线性度表示，线性度的定义为：max.100%jL F SL e y =⨯式中：L e ——线性度（非线性误差）maxjL ——在整个测量范围内绝对值最大的非线性误差.F S y ——传感器的满量程输出值由上面定义可以知道，传感器的线性度是以基准直线为参考的，实际测量中采用的是最小二乘线性度。

2、重复性在相同的工作条件下，在一段短的时间间隔内，输入量从同一方向作满量程变化时，同一输入量值所对应的多次测量所得到的一组输出量值，他们之间相互偏离的程度便称为传感器的重复性。

当传感器在全量程范围内多次重复测试时，同是正行程或同时反行程上对应同一输入量，其输出量之间的差值称为重复性偏差。

正、反行程的重复性偏差分别为：()()()()()()max min maxminc c c j j j f f f jj j R y y R y y =-=-在全量程内，重复性偏差的绝对值的最大值与基准直线上满量程输出之比为重复性误差，定义如下：max.100%jR F SR e y =⨯虚拟传感器的标定数据存储为a.cld ，b.cld 两个文件中，选择b.cld 作为数据源。

其数据定义为结构体CalibrateData ，声明如下typedef struct CalibrateData {int inputnum; //输入测量点数double *input; //输入测量点的值，数据长度为inputnum char inputunit[10]; //输入物理量的单位 int roundnum; //测量的循环数 char outputunit[10]; //测量所得物理量的单位double *output; //测量的值，其排列顺序为：第一循环正行程， //第一循环反行程，第二循环正行程，//第二循环反行程，依次类推。

压力传感器静态特性校准1. 实验目的1.1 掌握压力传感器的原理1.2 掌握压力测量系统的组成1.3 掌握压力传感器静态校准实验和静态校准数据处理的一般方法2. 实验设备本实验系统由活塞式压力计，硅压阻式压力传感器，信号调理电路，5位半数字电压表，直流稳压电源和采样电阻组成。

实验系统框图如下图所示。

实验设备型号及精度3. 实验原理在实验中，活塞式压力计作为基准器，为压力传感器提供标准压力。

信号调理器为压力传感器提供恒电源，将压力传感器输出电压信号放大并转换为电流信号。

信号处理器输出为二线制4~20mA信号，在250 采样电阻上转换为1~5V 电压信号，由5位半数字电压表读出。

4. 实验操作4.1 操作步骤（1）用调整螺钉和水平仪将活塞压力计调至水平。

（2）核对砝码重量及个数，注意轻拿轻放。

（3）将活塞压力计的油杯针阀打开，逆时针转动手轮向手摇泵内抽油，抽满后，将油杯针阀关闭。

严禁未开油杯针阀时，用手轮抽油，以防破坏传感器。

（4）加载砝码至满量程，转动手轮使测量杆标记对齐，再卸压。

反复1-2次，以消除压力传感器内部的迟滞。

（5）卸压后，重复（3）并在油杯关闭前记录传感器的零点输出电压，记为正行程零点。

（6）按0.05Mpa的间隔，逐级给传感器加载至满量程，每加载一次，转动手轮使测量杆上的标记对齐，在电压表上读出每次加载的电压值。

（7）加压至满量程后，用手指轻轻按一下砝码中心点，施加一小扰动，稍后记录该电压值，记为反行程的满量程值。

此后逐级卸载，并在电压表读出相应的电压值。

（8）卸载完毕，将油杯针阀打开，记录反行程零点，一次循环测量结束。

（9）稍停1~2分钟，开始第二次循环，从（5）开始操作，共进行5次循环。

4.2 注意事项保持砝码干燥，轻拿轻放，防止摔碰。

轻旋手轮和针阀，防止用力过猛。

正、反行程中，要求保证压力的单调性，如遇压力不足或压力超值，应重新进行循环。

当活塞压力计测量系统的活塞升起是，请注意杆的标记线与两侧固定支架上的标记对齐,同时，用手轻轻旋动托盘，以保持约30转/分的旋转速度，用此消除静摩擦，此后方可进行读数。

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）。

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。

3、加载、卸载，注意数据变化，并记录。

压力表加载、卸载实验记录
压力传感器加载、卸载实验记录
4、分析、计算、处理实验数据，作出压力传感器的静态特性图，非线性、
迟滞、重复性。

5、用方和根法计算系统误差。

五、实验注意事项
1、每次加砝码时注意一定要放稳；
2、在正行程测量时，当压力由5MP增加到6MP需要更换大砝码时，一定
要将工作液体的压力值降低到1MP以下后才能进行更换操作；同样在
反行程测量时，压力由6MP降低到5MP需要更换小砝码时，也一定要
将工作液体的压力降低到1MP以下后才能进行更换操作。

3、实验数据应记录清楚、准确；
4、加减压操作时，注意正反行程的含义，不能反复进行调节。

1。

实验传感器的静态特性测定实验1、实验目的：1.1、进一步了解电感、电容、电阻应变片式传感器的工作原理。

1.2、用手动法和计算机辅助法测定三种传感器的静态特性。

2、预习要求：2.1、掌握课堂教学中已讲述的电感、电容、电阻应变片三种传感器的工作原理。

2.2、了解上述传感器对电路的要求。

2.3、预习本实验指导书内容。

3、实验仪器:本实验所用的仪器有ＣＳＹ－９６８型传感器系统实验仪和计算机。

ＣＳＹ－９６８型传感器系统实验仪主要分三个部分：试验台部分、激励源及示波部分、信号处理电路部分。

试验台部分设有应变式、差动变面积电容式、差动螺管电感式（差动变压器）、半导体霍耳式、电涡流式、压电式、磁电式、热电偶等各类传感器。

位移可通过激振器驱动梁的振动（动态实验）和旋转测微头（静态实验）来实现。

激励源及示波部分由0.4～10KHz、1～30Hz信号发生器，直流稳压电源及单踪示波器组成。

信号处理电路部分有：电桥、电荷放大器、涡流变换器、相敏检波器、移相器、电荷放大器、低通滤波器、数字式电压表等。

计算机为４８６以上机型即可。

4、实验仪器使用的注意事项:4.1、本实验仪器试验台部分安装有多种传感器，请不要用手触摸，以免损坏。

4.2、本实验采用的迭插式接线应尽量避免拉扯，以防折断或造成接触不良。

4.3、不要将各电源、信号发生器引出的线对地（⊥）短路。

仪器上所有的（⊥）已内部连通。

4.4、连接实验仪输出端口到计算机A/D板输入口时，注意线端的+、—标号。

4.5、各信号处理电路虽有短路保护，但避免长时间短路。

4.6、0.4～10KHz信号发生器接低阻负载（小于100Ω）时，必须从LV接口引出。

4.7、改换电路时，应先将电源关闭。

5、实验内容及步骤：5.1、电阻应变片式传感器静态特性试验：⑴所需单元和部件：直流稳压电源、差动放大器、电桥、应变片式传感器、电压表。

⑵有关旋钮的初始位置：直流稳压电源打到±2V档，电压表打到2V档，差动放大器单元的增益打到最大（顺时针方向旋到底）。

测试技术与传感器实验报告班级：学号：姓名：任课老师：年月日实验一：静压力传感器标定系统一、实验原理：压力传感器输入—输出之间的工作特性，总是存在着非线性、滞后和不重复性，对于线性传感器（如压力传感器）而言，就希望找出一条直线使它落在传感器每次测量时实际呈现的标准曲线内，并相对各条曲线上的最大偏离值与该直线的偏差为最小，来作为标定工作直线。

标定工作线可以用直线方程=+表示。

y kx b对压力传感器进行静态标定，就是通过实验建立压力传感器输入量与输出量=+使它落之间的关系，得到实际工作曲线，然后，找出一条直线y kx b在实际工作曲线内，由于方程中的x和y是传感器经测量得到的实验数据，因此一般采用平均斜率法或最小二乘法求取拟合直线。

本实验通过最小二乘法求取拟合直线，并通过标定曲线得到其精度。

即常用静态特性：工作特性直线、满量程输出、非线性度、迟滞误差和重复性。

二、准备实验：1)调节活塞式压力计底座四个调节旋钮，使整个活塞式压力计呈水平状态如图6所示；2)松开活塞筒缩紧手柄，将活塞系统从前方绕水平轴转动，使飞轮在水平转轴上方且活塞在垂直位置锁紧，调整活塞系统底座下部滚花螺母，使活塞筒上的水平仪气泡居于中间位置，如图6，并紧固调水平处的滚花螺母；图6 调节好，已水平3)被标定三个压力传感器接在截止阀上（参见下图7），打开截止阀、进气调速阀、进油阀，关闭进气阀和排气阀，将微调器的调节阀门旋出15mm左右位置；4)打开空气压缩机，待空气压缩机压力达到0.4MPa时，关闭压气机。

因为对于最大量程为0.25MPa的活塞式压力计，压力必须小于等于0.4MPa。

5)打开采集控制柜开关，检查串口连接情况。

双击桌面的“压力传感器静态标定”软件，进入测试系统，如图7所示。

图7 压力传感器标定系统6)新建实验单击工具栏“新建”按钮或者菜单栏“系统”下拉菜单中“新建实验”，在弹出的对话框中，输入学生姓名、学号和指导老师等信息后，点击登录即可开始做实验，如图8所示。