PVDF压力传感器的动态灵敏度校准
传感器的动态校准
传感器的动态校准传感器的动态校准一直是困扰传感器发展的一个难题。
近十几年来,它从原来主要应用于军事国防领域,逐渐向民用领域转变,使得在这方面研究的人越来越多。
对传感器的动态校准,国外相对而言研究的时间较长,涉及的领域也更宽一些。
像美国、俄罗斯、德国、印度等,都取得了较高的水平。
在国内,特别是近5、6年,一些厂家和研究人员在该领域都进行了深入的研究,取得了比较令人满意的成果。
动态测量与静态测量相比,不仅要使用响应足够快的传感器和二次仪器,而且还要进行从原始测量结果到最终测量结果的复杂解算,即信号恢复。
为了使信号恢复成为可能,必须事先知道所使用的传感器的动态响应特性。
动态校准就是在这样的客观需求的情况下,产生并发展起来的。
对传感器动态校准一般从生产和使用两个方面入手。
对生产厂家而言,可以将调整好的模拟滤波器制成的专用芯片、传感器及其放大电路方便地封装起来形成一体。
这将从硬件上使得传感器的动态特性得到根本改善。
它的优势在于使传感器的整体性能得以提高,而且运算速度快、体积小,可以达到快速响应和取得高分辨率。
如果用户使用的传感器动态性能变坏,再采取动态补偿模拟滤波器的方法就不太可能了。
在这种情况下,只能通过使用计算机,用软件的方法改善测试系统的动态性能。
通过编写简单的补偿数字滤波器程序,就可以在没有增加硬件的条件下,使整个通道的动态性能大为改善。
对传感器进行动态校准,既可以在时域,又可以在频域。
由于多数传感器的动态校准是在时间域里进行的,例如用激光对温度传感器进行动态校准,用激光管做压力传感器的动态校准,用落锤装置做加速度传感器的动态校准等。
总之对应与不同的传感器其校准的方法又各不相同。
tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。
仅供参阅！。
压力传感器的正确连接与校准方法
压力传感器的正确连接与校准方法压力传感器是一种常见的工业测量仪器，通过量化介质的压力变化来输出电信号，用于测量压力。
然而，正确的连接和校准是确保压力传感器准确工作的关键。
本文将介绍压力传感器的正确连接和校准方法。
1. 连接方法压力传感器通常包含两个接口：电源接口和信号接口。
为了正确连接压力传感器，首先需要理解这两个接口。
电源接口通常需要连接到一个恒定的直流电源，以提供所需的电压，通常为3.3V或5V。
在连接电源之前，确保仔细查看压力传感器的规格书，以确定所需电压范围。
信号接口是连接到微控制器或数据采集系统的接口，以传输压力传感器输出的电信号。
常见的信号接口类型有模拟输出和数字输出。
模拟输出通过一个模拟电压信号来表示测量的压力值，通常为0-5V或0-10V。
而数字输出则通过串行通信协议（如I2C或SPI）输出压力值。
根据实际需求，选择适合的信号接口类型，并按照相应的接线方式连接到微控制器或数据采集系统。
在连接时，注意以下几点：1）使用合适的电缆进行连接，电缆的长度和材质应考虑信号传输的性能要求；2）尽量避免电缆与电源线、高压线等干扰源靠近，以减少干扰；3）连接时注意极性，确保电源和信号接口的正负极性正确。
2. 校准方法校准是保证压力传感器准确测量的关键步骤，下面介绍一种简单的校准方法。
首先，需要一台已知精确值的压力测量仪器（如校准泵），以提供参考压力值。
将该仪器连接到压力传感器的测量介质端口上。
接下来，按照以下步骤进行校准：1）将校准泵压力设置为已知值，记录校准泵的读数和压力传感器的输出电信号；2）持续改变校准泵的压力，记录对应的读数和电信号，确保覆盖整个测量范围；3）绘制读数和电信号之间的关系曲线；4）根据曲线拟合出校准方程，将传感器输出的电信号转换为对应的压力值。
校准完成后，可以使用该校准方程来进行实际压力测量。
需注意的是，校准应在实际应用前定期进行，以确保测量准确性。
此外，应根据实际情况选择合适的校准时间间隔，以平衡校准成本和准确性要求。
压力传感器的测试和校准技术研究
压力传感器的测试和校准技术研究压力传感器（Pressure Sensor）是测量压力大小的一种传感器，它可以将物理过程转换成电信号，常用于工业生产、制造和航空等领域。
但是，在使用压力传感器的过程中，由于环境因素的影响、传感器自身的寿命等众多因素，也可能导致其测量结果不准确。
因此，为了确保传感器的准确性和稳定性，测试和校准技术的研究就显得格外重要。
一、压力传感器的测试压力传感器的测试涉及到许多指标，主要包括测量范围、灵敏度、重复性、非线性、温度漂移等。
1. 测量范围压力传感器的测量范围决定了其使用范围，也直接影响到其使用效果。
因此，测试测量范围是保证压力传感器准确度的关键之一。
测试测量范围可以采用工业标定用数量表进行验证，而这其中最常见的是压力比例方法（Pressure Ratio Method）。
2. 灵敏度压力传感器的灵敏度指传感器输出的电信号量随压力变化的变化程度。
因此，灵敏度的高低直接影响到传感器的准确性和反馈速度。
测试压力传感器的灵敏度可以通过标准薄膜调整器（Standard Diaphragm Adjuster）进行，这种方法可以有效避免因压力源稳定性不足而导致的误差。
3. 重复性压力传感器的重复性指在相同条件下，传感器多次测量同一物理参数所得到的结果偏差。
重复性越高，传感器工作的不确定性就越大。
测试压力传感器的重复性可以使用稳定的测试环境，例如封闭室，保证在相同的物理条件下进行多次测试，然后对测量结果进行比对。
4. 非线性由于压力传感器工作原理的特殊性质，其输出与输入之间的关系往往是非线性的。
因此，传感器的非线性误差也同样需要进行测试。
测试非线性误差可以采用标准压力源，通过多次重复测试、比对数据并绘制测试曲线的方法来获取误差值。
5. 温度漂移温度的变化往往会导致压力传感器输出偏移，甚至出现故障。
因此，在测试压力传感器时，温度的影响也需要进行测试。
测试温度漂移可以通过标准温度控制器进行，也可以采用制冷装置抑制环境温度波动，并在不同温度下进行测试。
PVDF压电薄膜传感器的标定技术
PVDF压电薄膜传感器的标定技术PVDF压电薄膜传感器只能测量动态压力，因此我们要确定它的动态灵敏度系数。
本实验主要测试低应力下自制传感器的动态灵敏度，因此，采用落锤冲击装置对PVDF压电薄膜传感器进行标定实验。
一、落锤装置标定PVDF传感器的实验方案（一）实验原理PVDF压电薄膜传感器灵敏度标定装置是由标准压力传感器、PVDF压电薄膜传感器、1个2.2kg重锤（Ф60×100）、1个1mL油缸、1个油缸活塞杆（Ф8×70）、1个活塞杆定位套、两台电荷放大器、一台示波器等组成。
该装置是利用重锤、活塞杆和油缸中的硅油相互作用过程中形成毫秒量级的动态压力扰动，压力波形接近半个正弦波，在记录仪器中可以获取标准压力传感器的输出信号和被标压力传感器的输出信号，经数据处理后可以得到被标压力传感器的灵敏度和非线性误差水平，实现PVDF压电薄膜传感器的标定。
PVDF压电薄膜传感器灵敏度标定装置的主要参数如下：重锤质量约为M2=2200g，此值是设计与调试中主要控制参数之一；重锤最大落高约为hmax≈1300mm；重锤最大打击速度约为umax=（2ghmax）0.5=5m/s，此值是设计与调试中主要控制参数之一；油缸中硅油质量约为M1=1.2g，此值是设计与调试中主要控制参数之一；因为本实验需要的压力不高，所以直接手动用落锤打击产生超压。
（二）实验装置实验使用的实验装置主要由标准压力传感器、PVDF压电薄膜传感器、落锤冲击装置、两台电荷放大器、一台示波器。
（1）标准压力传感器。
我们采用比较测试法对PVDF压电薄膜传感器进行标定实验，对自制传感器和标准传感器输入相同的激励信号，通过测量它们的输出信息，比较两个传感器输出的电压波形，计算出PVDF压电薄膜传感器的灵敏度，其中标准传感器的灵敏度为2.436pc/bar。
（2）落锤装置。
落锤装置是由1个2.2kg重锤（Ф60×100）、1个1mL油缸、1个1.5m长圆筒式滑轨、1个油缸活塞杆（Ф8×70）、1个活塞杆定位套组成的。
压力传感器实验中的压力校准和应变测量技巧
压力传感器实验中的压力校准和应变测量技巧压力传感器是一种能够测量物体受力程度的设备，广泛应用于工业生产、医疗设备和科学研究等领域。
然而，想要正确使用压力传感器进行实验和测量，需要掌握一些压力校准和应变测量的技巧。
首先，压力校准是使用压力传感器前必不可少的环节。
校准的目的是调整传感器的灵敏度和准确度，确保其能够准确地测量压力变化。
常用的压力校准方法有静态校准和动态校准。
静态校准是将压力传感器暴露于一系列已知压力下，并记录传感器输出信号的变化。
根据标定曲线，可以得到传感器输出信号与实际压力之间的对应关系。
在进行静态校准时，需要注意的是避免背景噪声、温度和湿度等因素对校准结果的干扰。
动态校准是通过施加已知的动态压力输入信号到传感器上来进行校准。
常用的动态校准方法有冲击法和震动法。
冲击法是通过施加一个瞬间变化的压力信号触发传感器，从而得到传感器的输出响应，进而校准传感器。
震动法是通过施加一定频率和幅值的振动信号，测量传感器的输出信号，从而确定传感器的灵敏度。
进行压力校准时，需要注意一些技巧。
首先，选择合适的校准设备和校准环境，保证校准设备的准确度要高于被校准的传感器。
其次，校准前要保证传感器工作在稳定的环境中，避免外界因素的干扰。
最后，选择合适的校准方法和合理的校准点，以尽可能覆盖实际应用中的压力变化范围。
除了压力校准，应变测量也是使用压力传感器时需要掌握的技巧之一。
应变测量是指通过测量物体的应变量来反推所受压力的大小。
应变是物体受力时产生的变形，可通过应变计进行测量。
应变计是一种能够测量物体应变的传感器，一般由细长金属片组成。
当物体受到压力时，金属片发生弯曲或伸长，产生应变。
应变计能够将应变转化为电阻值的变化，通过测量电阻值的变化，可以得知应变的大小。
在进行应变测量时，需要注意一些技巧。
首先，应选择合适的应变计和安装方式。
不同的应变计适用于不同的应变范围和测量精度要求，而应变计的安装方式也会影响测量结果的准确性。
压力传感器校准操作说明书
压力传感器校准操作说明书1. 前言压力传感器校准是确保仪器准确度和可靠性的关键步骤。
本操作说明书将详细介绍如何正确进行压力传感器的校准操作，以确保测量结果的准确性。
2. 校准准备在进行压力传感器校准之前，需要准备以下工具和设备：- 压力源：确保其稳定性和精度，可选择压力校准仪或其他可靠的压力源。
- 水银柱或计量波纹管：用于检查压力源的准确度。
- 校准导轨和支架：用于放置压力传感器和校准设备。
- 多功能仪表或校准仪表：用于读取和记录压力传感器的输出值。
- 校准负载：用于施加不同等级的压力。
3. 校准步骤3.1 传感器准备- 将压力传感器与校准导轨连接，并确保连接牢固可靠。
- 将压力源连接至压力传感器的输入端。
- 连接多功能仪表或校准仪表至压力传感器的输出端。
3.2 校准压力源- 通过水银柱或计量波纹管检查压力源的准确度。
- 调整压力源的输出值，使其与期望的校准数值相匹配。
- 将校准负载连接至压力源的输出端。
3.3 校准过程- 施加适当压力至校准负载，并记录该压力值。
- 通过多功能仪表或校准仪表读取压力传感器的输出值，并记录。
- 根据校准负载的压力和压力传感器的输出值，计算压力传感器的误差并记录下来。
- 重复以上步骤，使用不同压力值进行校准，以确定压力传感器的线性性能和误差范围。
4. 校准结果分析根据校准过程中记录的压力传感器的输出值和期望值，进行误差分析。
计算校准值与标准值之间的偏差，并评估压力传感器的准确度和可靠性。
5. 校准结果记录将校准过程中的所有数据和结果记录在操作说明书中，包括压力传感器的型号、校准日期、校准人员等。
并确保文件的可追溯性和保存性，以备后续参考。
6. 完成校准在完成校准后，断开压力源和校准负载与压力传感器的连接。
检查校准结果，并确保压力传感器的输出值符合预期的标准要求。
清洁和保养校准设备，并妥善保存。
7. 安全注意事项- 在进行校准操作时，确保安全操作，尽量避免高压环境和危险操作。
压力传感器校准操作流程
压力传感器校准操作流程压力传感器是一种常见的传感器，广泛应用于各种工业和科学领域。
为了确保其准确性和可靠性，在使用前需要进行校准。
本文将介绍压力传感器的校准操作流程，以确保传感器的准确度和稳定性。
一、准备工作在进行压力传感器校准之前，需要准备以下工作：1. 校准设备：包括校准仪器、压力源、连接管路等；2. 校准标准：需要使用已知准确的压力标准进行比对；3. 人员：校准操作需要经验丰富的技术人员进行。
二、校准操作流程1. 确定校准点根据实际应用需求，确定校准点。
通常情况下，选择多个校准点进行校准，以覆盖传感器的工作范围。
2. 连接校准装置将校准装置与被校准传感器进行连接，确保连接口无泄漏，并且连接牢固可靠。
3. 录入参考数值将已知准确的压力标准接入校准装置，录入标准压力数值。
4. 零点校准将压力传感器暴露在零压力环境中，进行零点校准。
确保传感器输出为零。
5. 线性校准按照设定的校准点，在不同压力下进行校准。
记录每个校准点的设定值和传感器输出值。
6. 计算误差根据实际测得的传感器输出值和设定的校准值，计算出每个校准点的误差值。
通常以百分比或压力单位表示。
7. 调整校准参数根据计算得到的误差值，调整校准装置的校准参数。
通常包括增益和偏移量两个参数。
8. 重复校准重复执行步骤4至步骤7，直至校准结果满足要求。
可以根据实际情况调整校准点和校准参数。
9. 校准记录根据校准结果，记录校准点、校准参数、误差值等信息。
记录应包括日期、时间和校准人员等信息。
10. 校准证书根据校准记录生成校准证书，标明校准结果、有效期等信息。
校准证书应妥善保管并定期更新。
三、注意事项1. 操作规范：校准操作需要按照规范进行，严禁随意更改校准参数或使用不符合要求的校准装置。
2. 温度影响：在进行校准操作时，应注意环境温度对传感器的影响。
如果需要，可以进行温度补偿校准。
3. 校准周期：根据实际使用情况和要求，确定校准周期。
通常情况下，建议每年进行一次校准。
PVDF压力传感器标定及在激光推进实验中的应用
Ｐ ＶＤＦ压 力 传 感 器 标 定 及 在 激 光 推 进 实 验 中 的 应 用
崔村燕 ， 洪延姬。 李修乾。 何国强 ， ，
（． 北 工 业 大 学 航 天 学 院 ， １西 陕西 西 安 ７ ０ ７ ； １ ０ ２
２ 装 备 指 挥 技 术 学 院基 础 部 ， 京 １ １ １ ） ． 北 ０ ４ ６
第 ３ 卷 １
第 １ 期
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Ｖｏ ． １ Ｎｏ １ １３ ， ． Ｊ ｎ ， ２ １ ａ． ０ １
２１ ０ １年 １月
ＥＸＰＬ０Ｓ１ Ｎ ０ ＡＮ Ｄ ＳＨ ０ＣＫ Ａ ＶＥＳ Ｗ
文章 编号 ：１ ０ — ４ ５ ２ １ ） １０ ３ — ５ ０ １ １ ５ （ ０ １ ０ — ０ １０
３ ２
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第 ３ 卷 １
线使 铜箔与采集 系统相 连 。
Ｐ Ｄ Ｖ Ｆ测试 电路 有 ２种模 式 ， 分别 为 电荷 模式 和 电流 模式 ， 效 电路如 图 ２所 示 引。对 于 电荷 模 等
式， 有
Ｑ（ ） 一 ＣＵ（ ） ￡ ｔ ＲＢ》 Ｒ （） １
式中： Ｃ是并联 电容 ， 是 匹配 电阻 ， 是采集 系 统 的输入 阻 抗 。施 加 在 Ｐ Ｆ上 的压力 与表 面产 生 Ｒ Ｒ ＶＤ
摘 要 ：详 细 介 绍 了 ＰＶＤＦ压 力 传 感 器 的设 计 方 法 和 ２个 等 效 测 量 电 路 。利 用 Ｓ ＨＰＢ系 统 对 Ｐ ＶＤＦ压 力
传 感 器 的 动 态 灵 敏 度进 行 了 标定 ， 果 显 示 ， 同 并 联 电 阻 对 于 Ｐ Ｆ压 力 传 感 器 动 态 灵 敏 度 的 影 响 不 大 ， 结 不 ＶＤ
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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)10-0039-03C alibration of dynamic sensitivity of PV DF pressure transducerZEN 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;linearity0 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)图1 校准装置简图Fig 1 Simplif ied diagram of calibration device PVDF 片感受压力后的输出电荷,由电荷放大器放大;在输入杆和输出杆上共粘贴6片电阻应变计用来测量输入杆和输出杆上应变,应变信号经动态应变放大器放大。
通过放大器后的电荷和应变信号输入到动态测试分析仪,对波形进行存储、判读和分析。
PVDF 片中的撞击动压力p (t )[1]为p (t )=F/F 0・E ・εt (t ),(1)式中 F/F 0为压杆的横截面积(F )与其面积内所粘贴6片PVDF 面积之和(F 0)的比值,实测F/F 0=2.69～2.81;E 为杆材料(48CrMoA )的杨氏模量E =2.06×105MPa ;εt (t )为透射波的应变,实测结果表明,反射波近似为零,输入杆和输出杆中的应变值相差甚微,成偶然误差分布,可取其平均值作为透射波应变。
PVDF 片在压力作用下的输出电荷值,可由实测波形电压值,通过电荷放大器的设置档换算得出。
由于每片的厚度及粘胶厚度都不完全一致,造成撞击时片与压杆的接触状态不一样,使每片的受力大小不一样,致使每片的输出电荷互有差别,由于同一批同一类型的PVDF 片的输出灵敏度相差很小,所以数据处理时,可以取6片输出电荷的平均值,来表示p (t )作用下PVDF 片的输出电荷。
改变气炮的压力和炮弹的行程,可改变输入杆的撞击压力。
每一组试验,压力在40～240MPa 范围内从小到大共放10～16炮。
由于PVDF 压力传感器是将PVDF 片粘贴在厚不锈钢板上,以上校准也是把PVDF 粘贴在不锈钢压杆端面上,所以该校准方法实质上是对PVDF 压力传感器进行校准。
2 校准结果和分析共做了三组PVDF 片的校准试验。
应变计记录的入射波、透射波和PVDF 记录的典型电压波形如图2～4所示。
图2 应变计记录的入射波波形Fig 2 Incident w ave form measured with straingauge图3 应变计记录的透射波波形Fig 3 T ransmitted w ave form measured with straingauge图4 PV DF 记录的波形Fig 4 W ave measured with PV DF gauge4 传感器技术 第22卷 图中波形特征与PVDF片中撞击动压力p(t)的大小有关。
当p(t)不大时(约小于60MPa),PVDF的波形没有平台,上升时间较长(约大于0.16ms);随p(t)的增大,波形平台增长,上升时间减小;当p(t)约240MPa时,波形平台约0.3ms,上升时间约0.05ms。
应变计记录的入射波及透射波的特征与PVDF片的波形特征大体一致,仅入射波的上升时间稍长。
对每炮记录的波形进行判读,当没有明显平台时,取波形的最大峰值;当有平台时,取平台数据的平均值。
把每炮试验得出的动压力p与对应的输出电荷Q的全部数据,按过原点的最小二乘法处理,求得动态校准的拟合直线:Q=S Q・p。
直线斜率S Q即单位压力的输出电荷,称为输出电荷灵敏度;同时还按不过原点的最小二乘法处理,求得拟合直线的截距A和斜率B及线性误差δL。
以上数据处理结果如表1所示。
表1 PV DF压力传感器动态校准结果T ab1 R esult of dynamic calibration of PV DF pressure transducer组号动压力范围p(MPa)炮数拟合直线Q=S Q・p(过原点)S Q(pC/MPa)δL(±%FS)拟合直线Q=A+B p(不过原点)A(pC)B(pC/MPa)相关系数δL(±%FS)180～215163904 3.44960335670.9990 1.9240～240103617 2.41856834900.9995 1.3 340～230103514 4.23251733080.9990 2.3平均值50～230103678 3.33356334550.9992 1.8 第二组PVDF片的电荷输出与片中动压力的关系如图5所示。
图5 PV DF片动态校准曲线Fig5 Curve of dynamic calibration of PV DF gauge 由上可见,PVDF压力传感器在较宽的压力范围内,输出电荷与动压力关系呈现非线性,随压力增加输出灵敏度缓慢降低,在0～240MPa范围内,线性误差约为±3%FS。
这是因为PVDF是类似塑料的非弹性材料,单位压力的变形量随压力增大逐渐减小,而PVDF压电薄膜的输出电荷是与变形量成正比的。
但是由于其线性误差不大,在较小的压力范围内可以按线性处理,比如在0～60MPa范围内,数据处理表明,线性误差约小于±1%FS。
3 结束语(1)霍普金森压杆装置可以提供上升时间为几十μs、压力范围较宽的动态压力,它是目前PVDF 压力传感器动态灵敏度校准较为理想的试验设备。
(2)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%FS;在较小的压力范围内(0～60MPa),可以按线性处理。
(3)本文介绍了多片PVDF平均动态灵敏度的校准,但是只要选用小直径的霍普金森压杆或在输出杆前放置一块粘贴PVDF片的等直径高准确度的专用平行圆钢板,可以实现对一片PVDF的动态灵敏度校准。
参考文献:[1] 吴祥云,李捍无,卢芳云,等.岩石、混凝土类脆性材料SHPB实验技术综述[J].防护工程,2002,24(3):37-44.作者简介:曾 辉(1943-),男,河南潢川人,总参工程兵科研三所高级工程师,主要从事力学量传感器技术的研究、开发和应用,发表论文60余篇,1995年享受政府特殊津贴。
14第10期 曾 辉等:PVDF压力传感器的动态灵敏度校准 。