传感器的标定

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1、传感器的标定传感器的标定，就是利用精度高一级的标准器具对传感器进行定度的过程，通过实验建立传感器输出量和输入量之间的对应关系，同时也确定不同使用条件下的误差关系。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。标定系统分为绝对法标定系统和比较法标定系统。绝对法标定系统：标定精度高，但较复杂比较法标定系统1.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

2、物理量)及环境温度一般为室温(20℃±5℃)、相对湿度不大于85%，大气压力为(101±7)kPa的情况。12.1传感器静态特性的标定2.静态特性标定系统对传感器进行静态特性标定，首先要建立标定系统。一般组成：(1)被测物理量标准发生器。如测力机、活塞式压力计、恒温源等。(2)被测物理量标准测试系统。如标准力传感器、压力传感器、标准长度——量规等。(3)被标定传感器所配接的信号调节器和显示、记录器等配接仪器精度应是己知的，也作为标准测试设备。3.静态特性标定的步骤(1)将传感器全量程分成若干等间距点；(2)根据传感器量程分点情况，由小到大逐渐一点一点输入标准量值，并记录下与

3、各输入值相对应的输出值；(3)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；(4)按(2)、(3)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；(5)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。12.3常用的标定设备12.3.1静态标定设备1.力标定设备测力传感器的标定主要是静态标定，采用比较法。1)测力砝码最简单的力标定设备是各种测力砝码。我国基准测力装置是固定式基准测力机，它实际上是由一组在重力场中体现基准力值的直接加荷砝码(静重砝码)组

4、成。图(a)所示为一种杠杆式测力机，这是一种直接加测力法码的标定装置。图(b)所示为一种液压式测力机原理图，其中砝码经油路产生的力作为标准力，作用在被标定传感器上，量程可高达5MN。2.压力标定设备活塞压力计是目前最常用的压力传感器静态标定装置。图示为活塞压力计结构原理图。1—测量活塞；2—砝码；3—活塞柱；4—手摇泵；5—工作液；6—被校压力表；7—手轮；8—丝杆；9—手摇泵活塞；10—油杯；11—进油阀手轮；12—托盘；13—标准压力表；a、b、c—切断阀；d—进油阀活塞压力计实物图在压力表(压力传感器)标定时，通过手轮对加压泵内的油液加压，根据流体静力学中液体压力传递

5、平衡原理，该外加压力均匀传递到活塞缸内顶起活塞。由于活塞上部是承重盘和砝码，当油液中的压力p产生的活塞上顶力与承重盘和砝码的重力相等时，活塞被稳定在某一平衡位置上，这时力平衡关系为式中：A为活塞的截面积；G为承重盘和砝码(包括活塞)的总重力；p为被测压力。1—测量活塞；2—砝码；6—被校压力表；9—手摇泵活塞；13—标准压力表；4.温度标定设备标定温度测量系统的方法可以分为两类：一是同一次标准比较，即按照国际计量委员会1990年通过的国际温标(ITS-1990)相比较,见表12-1；二是与某个已经标定的标准装置进行比较，这是常用的标定方法。复现表12-1中这些基准点的方法是

6、用一个内装有参考材料的密封容器，将待标定的温度传感器的敏感元件放在伸入容器中心位置的套管中。然后加热，使温度超过参考物质的熔点，待物质全部熔化。随后冷却，达到三相点(或凝固点)后，只要同时存在固、液、气三态或(固、液态)约几分钟，温度就稳定下来，并能保持规定值不变。对于定义固定点之间的温度，ITS-1990国际温标把温度分为4个温区，各个温区的范围、使用的标准测温仪器分别为：(1)0.65～5.0K间为3He或4He蒸气压温度计；(2)3.0～24.5561K间为3He或4He定容气体温度计；(3)13.8033K～961.78℃间为铂电阻温度计；(4)961.78

7、℃以上为光学或光电高温计。以上有关标准测温仪器的分度方法以及固定点之间的内插公式，ITS-1990国际温标都有明确的规定，可参考ITS-1990标准文本。热电偶的标定(校准):目的是核对标准热电偶的热电动势-温度关系是否符合标准，或确定非标准热电偶的热电动势——温度标定曲线，也可以通过标定消除测量系统的系统误差。标定方法有定点法和比较法。定点法是以纯元素的沸点或凝固点作为温度标准。如基准铂铑10-铂热电偶在630.755～1064.43℃的温度间隔内，以金的凝固点1064.43℃、银的凝固点961.93℃、锑的凝