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标定与校准精选
工程测试技
胥永刚制
第十一章 传感器标定与校准
本章内容:
○概述
○传感器静态标定
○传感器动态标定
§11.1 概述
胥永刚制
传感器的标定和校准
传感器的标定是通过试验建立传感器输入量与输
出量之间的关系。同时,确定出不同使用条件下的误
差关系。
传感器的标定工作可分为如下几个方面:
1. 新研制的传感器需进行全面技术性能的检定,
用检定数据进行量值传递,同时检定数据也是改进传
感器设计的重要依据;
2. 经过一段时间的储存或使用后对传感器的复测
工作。
§11.1 概述
胥永刚制
传感器的标定
静态标定:
目的是确定传感器的静态特性指标,如线性度、
灵敏度、滞后和重复性等。
动态标定:
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。
§11.2 传感器静态标定
胥永刚制
1) 静态标准条件
2) 标定仪器设备精度等级的确定
3) 静态特性标定的方法
§11.2 传感器静态标定
胥永刚制
1) 静态标定条件
无加速度、振动、冲击(除非这些参数本身就是被测物理量)
环境温度为室温(20±5℃)
相对湿度不大于85%
大气压力为101±7kPa
§11.2 传感器静态标定
胥永刚制
2) 标定仪器设备精度等级的确定
对传感器进行标定,是根据试验数据确定传感器的
各项性能指标,实际上也是确定传感器的测量精度。
标定传感器时,所用的测量仪器的精度至少要比被
标定传感器的精度高一个等级。这样,通过标定确定的
传感器的静态性能指标才是可靠的,所确定的精度才是
可信的。
§11.2 传感器静态标定
胥永刚制
3) 静态特性标定的方法
对传感器(或传感系统)进行静态特性标定,首先就是
创造一个静态标准条件,其次是选择与被标定传感器的
精度要求相适应的一定精度等级的标定用仪器设备,然
后按以下步骤进行标定:
(1) 将传感器(或传感系统)全量程(测量范围)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
点地输入标准量值,并记录下与各输入值相对应的输出
值;
§11.2 传感器静态标定
胥永刚制
3) 静态特性标定的方法
(3) 将输入值由大到小一点一点的减少,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
列成用表格或绘成曲线;
(5) 对测试数据进行必要的数据处理,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。
该标定方法是一种常见的比较法。
§11.3 传感器动态标定
胥永刚制
传感器的动态标定主要是确定传感器的动态响
应,而与动态响应有关的参数,一阶传感器为时间
常数 τ,二阶传感器则有固有频率ω 和阻尼比 ζ两
n
个参数。
标准激励信号:
阶跃变化和正弦变化的输入信号。
§11.3 传感器动态标定
胥永刚制
一阶传感器的单位阶跃响应函数为:
t
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