《压力传感器的静态标定实验》指导书
压力传感器现场静态标定分析
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。
实验一静态压力校准实验
实验一静态压力校准实验一、实验目的1.掌握压力的测量方法2.了解活塞式压力杆和压力传感器的工作原理3.掌握活塞式压力校准系统的组成，校准方法和各项静态参数指标的确定二、实验仪器标准压力表，A0B131活塞式压力计，待标定压力表三、实验方法螺旋压力发生器作用于密闭系统内的工作液体，比较被校表与智能数字显示控制台上的示值进行校准四、实验步骤1.用调整螺钉和水平仪将活塞压力计调水平；2.打开油杵针阀，逆时针转动手轮向手摇泵内抽油，转了一定距离然后顺时针排油，目的是排尽油铭中空气，空气会影响标定的结果；3.将活塞式压力计的油针阀打开，逆时针转动手轮向摇手内抽油，油满后，将油针阀关闭，严禁未开油针阀时，用手轮抽油，以防止破坏传感器；4.按0.2μPa逐级给传感器加载至基程，转动手轮使标准压力依次为0.2,0.4,0.6,0.8,1.0同时分别在待定压力表上读出示值，并记录；5.卸载完毕，记录反行程零点，将油阀打开，一次循环测量结果；6.稍等1-2分钟，开始第二次循环，从（4）开始操作，共3次循环。
五、实验原理活塞压力计的工作原理是基于作用在活塞下端面流体压力所形成的力与施加于活塞上端砝码所产生的重力相平衡的原理制成。
六、注意事项1.旋转手轮和针阀，防止用力过猛，形程中，要求保证压力的单调性，如果压力不足或超值，重新进行循环，切忌不要回转手轮，因为压力计会迟滞。
2.严禁未开油杯针阀时用手轮抽油，以防止破坏传感器，或在电压表输出值不变的情况下，严禁连续转动手轮数圈。
七、实验数据记录八、实验数据处理作图并计算出其迟滞（升降回程最大误差与标准压力表最大示值之比）灵敏度（直线斜率）、重复性以及线性度（标定线与拟合直线最大偏差）九、思考题1.用活塞压力计校准压力表时有哪些因素会影响校准精度？。
传感器原理与应用实验指导书
《传感器原理与应用》实验指导书朱蕴璞王芳编写孔德仁审定南京理工大学二〇〇九年九月实验须知1．传感器实验仪是贵重实验设备，请在每个实验前认真阅读实验指导书，尤其是每个实验最后的实验注意事项。
2．实验仪器电源的开关原则:连接测量线路,确认准确无误后，开启仪器电源；实验完毕，关闭仪器电源，拆除测量线路。
3．稳压电源不可对地短路。
4．实验过程中，心要细、动作要轻，不可有强制性机械动作出现。
5．实验严格按操作规程进行，否则，出现损坏责任自负。
6．实验完毕，请一切恢复到实验前的状态，然后离开实验室。
目录实验一传感器静态标定实验 (3)实验二应变式传感器特性实验 (10)实验三电感式、涡流式、电容式、霍尔式位移传感器特性实验 (14)实验四重量测量实验（选做） (25)实验五转速测量实验 (29)实验六温度实验 (34)实验一 传感器静态标定实验（注：“压力传感器的静态标定及特性指标的求取”与“光纤位移传感器静态标定及特性指标求取“两实验取其一。
）压力传感器的静态标定及特性指标的求取1、实验目的掌握压力传感器静态标定的基本方法以及压力传感器的静态特性指标的求取。
2、实验内容（1）组建压力测试系统；（2）学习压力测试系统的标定过程； （3）计算压力测试系统静态特性指标。
3、实验原理及方法4活塞压力计一台，数字万用表一只，动态电阻应变仪一台，压力表一只。
5、实验步骤（1）反复排除活塞压力计油腔内的空气，最后将压力泵手轮摇出。
（2）把压力传感器装在活塞压力计的联接螺帽上，关闭油杯。
（3）传感器输出接入可调零的桥盒，电桥输出接入数字万用表。
当输出量很小，无法直接用万用表测得时，可先将传感器接入动态电阻应变仪桥盒（注意电桥的连接），桥盒的另一端连线接应变仪输入（选择一个通道）；将应变仪专用电源接好；电阻应变仪电压输出接数字万用表。
（说明：后者标定是整个系统标定，所求得的指标也为系统指标）（4）压力表指示为零时，开启仪器电源（注意：开启仪器电源前应变仪各通道应处于关闭状态），将应变图 1 压力传感器标定系统原理框图仪灵敏度旋钮放在适中位置，按照动态电阻应变仪调零规则（应变仪衰减档从大到小），各档分别调节电阻、电容平衡旋钮将系统输出调整为零，最后将应变仪衰减档放在适中位置上。
JJG--860—94压力传感器(静态)检定规程
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准确度等级允许基本误差准确度等级允许基本误差0.01 ±0.01%F·S 0.5 ±0.5%F·S 0.02 ±0.02%F·S 1 ±1%F·S 0.05 ±0.05%F·S 1.5 ±1.5%F·S 0.1 ±0.1%F·S 2.5 ±2.5%F·S 0.2 ±0.2%F·S 4 ±4%F·S2 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。
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。
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2所示。
压电式传感器标定实验
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2、量程调节
量程调节
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3、触发方式调节
1.按“Trigger” 键
2.按照要求设 置触发方式
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4、触发电平设置
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判断标准： （1）合适：“Stop”——“Armed”——“Ready”——“Trig’s”——“Stop” （2）噪声触发：“Stop”——“Armed”——“Trig’s”——“Stop”，需增大触发电压 （3）不能触发： “Stop”——“Armed”——“Ready”，需减小触发电压
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❖第三步：实验数据获取
记录曲线及压力跃起时间 打开激波管阀门破膜 示波器“Ready” 放大器置于“工作”
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❖15209882093 ❖小白楼201
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示波器
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1、开机
1.按下“运行/停止”
2.按下“强制触发”
激波管膜片安装
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充气及破膜
1.充气时两个 阀门均需拧紧 2.破膜时拧开 靠墙一端的阀 门，听见破膜 声后拧开另一 个阀门放气
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❖ 第三步：实验数据测量
2.放大器置 于“工作”
1. 砝码 加载
3. 示波器 “运行”， 卸载、触
发
4.放大器“复 位”，光标测
出电压差
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5.改变砝码， 重新测量
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2、动态标定
1.基本概念
Outline 2.实验设备
3.实验内容及步骤
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2.1 基本概念
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“联机注册”图标，选择其中的“DRVI局域网服务器检测”，在弹出的对话框中输入服务器IP地址（例如：192.168.0.1），点击“发送”按钮，进行客户端和服务器之间的认证，认证完毕即可正常运行客户端所有功能。
实验一 压电晶体传感器基本特性静态标定实验
实验一 压电晶体传感器基本特性静态标定实验一、实验目的与要求1.1 观察压电晶体传感器的结构，获得有关的感性认识； 1.2 掌握YU-6活塞式压力计的工作原理及使用方法； 1.3 学会压力计(压电晶体传感器)的校验标定方法；1.4了解本实验中测量误差的主要来源。
二、实验系统原理图三、实验主要设备及仪器仪表本实验共有6套测试装置，每套装置各配：CY -YD 203压电式传感器一只；YU-6活塞式压力计一台；YE5850电荷放大器一台；PZ114型直流数字电压表一台。
3.1 CY -YD 203压电式传感器该传感器为压电晶体传感器。
其作用力方向垂直于受压面，因此受压面本身(传感器的外壳)便是一个电极，位于传感器内部的另一个电极与传感器尾部的内孔相连。
将专用接头旋于传感器尾部，便可输出压电晶体两电极间的电位差。
活塞式压力计是利用连通器原理工作的，其结构如图3所示： 活塞式压力计主要适用于校验低于0.25级精度的精密压力表，亦可用来校验低一级的活塞式压力计、各种工业用压力表或其它各类压力测量仪器。
通常用专用砝码对压力表等进行校验，本次实验为方便起见则是利用0. 25级的标准压力表对压电传感器进行静态标定，但这种方法的测量误差会更大些。
压力计适合应在环境温度为20±5℃，相对湿度不大于80%的条件下工作。
当温度超过20±5℃时，应用式Δp =p (a 1+a 2)(20-t )进行温度修正。
其中21,a a 为活塞和活塞缸材料的线性膨胀系数。
本压力计的活塞杆材料为GC r 15滚珠轴承钢，61107.11-⨯=a (1/℃)，活塞缸材料为铝铁锰青铜，62106.17-⨯=a (1/℃)；t 为环境温度(℃)。
图 1图 2该压力计的基本参数为：型号：YU-600 测量范围：1～60 MPa 活塞公称面积：1(cm)2 承重托盘及活塞公称质量：1.020kg ，产生压力：1 MPa专用砝码公称质量：1.02kg4块；5.10kg11块 工作液体及传压介质：蓖麻油(酸值<1.6mgKOH/g)压力计重量(连砝码)：80kg 联接螺帽的螺纹：M20×1.5精度等级：2等。
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《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。
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。
实验二力矩检测实验
一、实验目的：1、掌握测力传感器的工作原理。
2、掌握力矩检测系统设计方法。
3、掌握数据采集及处理方法。
二、基本原理：通过应用应变式力传感器进行力矩参量的检测，采用电桥电路及
放大器电路将力参量转换为电压量，通过单片机对该电压量进行采集，并进行数据处理及工程量变换，最终得到力矩值。
三、实验设备：
1.力传感器实验模板。
2.测力传感器。
3.砝码（每枚50克，共10枚）。
4.单片机开发系统及用户应用板。
5.放大器芯片等电子元件。
6.标准±12V稳压电源。
7.PC机。
四、实验方法和要求：
1.根据实验设备设计实验电路、绘制连线图，并完成单片机数据采集系统
的设计及线路连接。
2.检查实验电路。
3.合上开关，进行力的检测，乘以力臂值，得到力矩值，对应各个力矩点，
测量输出电压,并利用LM324集成芯片调整输出电压幅值。
4.通过单片机进行数据采集，在实验中，给出连续变化的力矩参量，使系
统进行连续的力矩参量的检测并进行数据记录。
5.分析、计算、处理实验数据，采用相应的数据处理方法以减小随机误差
及系统误差。
6.进行工程量变换，在用户板的数码管上显示力矩值。
选作：
通过串行口进行单片机和PC机的数据通讯，采用高级语言编程作出显
示界面，以数据值的形式或图形图表的形式显示力矩参。