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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。
有时，输入的标准量是由标准传感器检测而得到的，这时的标定实质上是待标定传感器与标准传感器之间的比较，如图2所示。输入量发生器产生的输入信号同时作用在标准传感器和待标定传感器上，根据标准传感器的输出信号可确定输入信号的大小，再测出待标定传感器的输出信号，就可得到其标定曲线。
图2 压电式压力传感器的标定曲线与拟合直线图3 用标准传感器进行标定的方法
三、实验设备
活塞式压力计、标准压力表被标定的压力传感器、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．根据要调试的压力仪表量程及准确度等级选择相适应的压力计和压力计所使用传压介质的油液。
2．将压力计放到便于操作和坚固无震的平台上，调整压力计水平调节螺丝，使水平泡的气泡位于中心位置此时压力计处于水平状态。压
力计的工作环境温度为20±10℃，相对湿度80%以下，周围空气不
得含有腐蚀性气体。
3．初使用时，首先用汽油清洗压力计各部分，然后在手摇压力泵和测
量系统的内腔注满传压介质，并将内腔的空气排除。传压介质的油
液必须经过过滤，不许混有杂质和污物。
4．旋转手摇泵的手轮，检查油路是否通畅，若无问题，将要调试检测的压力仪表的压力传感器安装到压力计的测试接口上。
5．通过压力泵手轮将内腔的空气排放干净，避免内腔的气泡对压力测量带来的影响。同时检查测量管道是否漏油，如有,必须解决此问题
后才能进行下一步操作。
6．打开油杯阀门，左旋手轮，使手摇压力泵的油缸充满油液，关闭油杯阀门。
7．配合DC24V稳压电源、高精度万用表既可进行压力仪表的调试及检测工作。打开针形阀，右旋手轮，产生初压，使承重底盘升起，直
到定位指示筒的墨线刻度相齐为止。每个测试点检测时，必须承重
底盘升到定位指示筒的墨线刻度相齐位置。操作时，必须使底盘按
顺时针方向旋转，角速度保持在30-120转/分之间，借以克服磨擦阻
力的影响。记录每点检测结果。零点压力的测量必须打开油杯阀门
使测量管道内的压力与环境大气压相等。
8．检测时根据压力仪表的压力量程范围分为5-10个测试点进行上行程及下行程检测，将检测结果填入相关的检定记录报表内，做好检定
记录报表。
9．测试完成后做好压力室的卫生工作，保证压力室干净整洁。
10．定期做好压力计的维护保养等工作。
五、实验内容
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1MP增加到2MP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2MP降低到1MP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。
https://www.doczj.com/doc/e78535124.html, 精巧型压力传感器 精巧型压力传感器哪家好？合肥皖科智能技术有限公司，是一家专注于各种技术先进、质量可靠的传感器、变送器、自动化仪表以及自动化控制系统研发、生产销售及工程服务的专业高新技术企业，并致力于为广大用户提供全面的现场总线技术解决方案和工厂信息化建设。 合肥皖科智能技术有限公司所生产的微型压力传感器是专门为流体力学实验要求非常小的安装尺寸而设计的，它利用硅–硅键合MEMS微机械加工技术使得集成硅膜片有效尺寸小，固有响应频率高，弹性力学特性优良，稳定可靠，对流场影响小，精度高于压电动态压力传感器，成为动压测试中压电压力传感器的换代产品，各国军标在爆轰动态、空气动力学测量标准中都推荐首选本类压力传感器。可生产探针形、扁平薄饼形（1.5-4mm）。 这款ZR804微型压力传感器可用于军事工程、发动机进气道、化爆试验、
https://www.doczj.com/doc/e78535124.html, 风洞材料、流体力学、声学、土木工程学、岩土力学。创伤医学、石油勘采与试井、液压动力机械试验。 合肥皖科智能技术有限公司凭借严格、科学的管理体系和管理机制，通过了船级社的ISO9001：2000质量管理体系认证。公司立志于新产品的研发和技术创新，瞄准前沿技术不断的努力和进取，承担科技部创新项目，被合肥市高新区认定为“科技小巨人”培育企业。 合肥皖科智能技术有限公司凭借严格、科学的管理体系和管理机制，通过了船级社的ISO9001：2000质量管理体系认证。公司立志于新产品的研发和技术创新，瞄准前沿技术不断的努力和进取，承担科技部创新项目，被合肥市高新区认定为“科技小巨人”培育企业。主要产品包括iEOS工业云数据库开发平台；工业物联网；WNK-WMS工业无线测量系统；温度、压力、流量、物位传感器、变送器等现场测量仪表。公司产品和服务广泛用于石油、化工、电力、冶金、水泥制造等行业。合肥皖科智能技术有限公司是安徽省唯一一家具有0.075%计量器具生产资质的企业，皖科梦：铸造民族品牌，展显中国力量！
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 2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。 5压力传感器的电源端和信号输出端应有明确的区别标志。 6重复性误差。压力传感器的重复性误差不得大于允许基本误差的绝对值。 7回程误差。压力传感器的回程误差不得大于允许基本误差的绝对值。 8线性误差。压力传感器的线性误差的绝对值不得大于允许基本误差的绝对值。非线性压力传感器对此不作要求。 三检定条件 9 压力标准器 压力标准器选择的基本原则是其基本误差的绝对值应小于被检压力传感器基本误差绝对值的1／3。准确度等级为0.05级的压力传感器允许采用一等标准器（±0.02%）作为压力标准器。 压力标准器可选用工作基准活塞式压力计、工作基准微压计、标准活塞式压力计、标准活塞式压力真空计、气体活塞式压力计、标准浮球式压力计、标准液体压力计、补偿式微压计、数字式压力计、精密压力表及其他相应准确度等级的压力计量标准器。 10 检定设备 10.1激励电源。激励电源应按压力传感器要求配套，除非压力传感器对激励电源稳定性无特殊要求，否则其稳定度应为被检压力传感器允许基本误差绝对值的1／5～1／10，可选用精密稳压电源、稳流电源、干电池或蓄电池等。 10.2读数记录装置。检定压力传感器用的读数记录装置基本误差的绝对值应小于被检压力传感器允许基本误差绝对值的1／5～1／10，可选用数字式电压表、数字式频率计、电流表等。 10.3其他设备。真空计、数字式气压计（或标准气压表）、温度计、湿度计、精密电阻箱等。 10.4与压力标准器配套使用的加压（或抽空）系统应在示值检定范围内连续可调。 11 环境条件 11.1检定时的环境温度视被检压力传感器的准确度等级而定，应符合下列要求： 0.01、0.02级20±1℃ 0.05级20±2℃ 0.1、0.2、0.5级20±3℃ 其他等级20±5℃ 11.2检定前，压力传感器应在检定的环境温度下放置2h以上，方可进行检定。 11.3相对湿度：小于80% 大气压力：86～106kPa 四检定项目和检定方法 12 外观检查 12.1使用中的压力传感器应有前次检定证书，新制造的或修理后的压力传感器应有出厂合格证书。 12.2检查压力传感器的外观应符合本规程第2～5条要求。
压力传感器检定： 1. 静态检定 2. 动态检定 我们把压力传感器的特性分成两类静态特性和动态特性。压力传感器静态特性的 主要指标是灵敏度、线性度、迟滞、重复性、精度、温度漂移和零点漂移等等。一般 我们校准压力传感器都是校准其静态特性，这是因为我们将压力传感器理想化，认为 其固有频率相当大而且本身无阻尼，这时压力传感器的静态特性和动态特性是一样 的。然而在被测压力随时间变化的情况下，压力传感器的输出能否追随输入压力的快 速变化是一个很重要的问题。有的压力传感器尽管其静态特性非常好，但由于不能很 好地追随输入压力的快速变化而导致严重的误差，有时甚至出现高达百分之百的动态 误差。所以我们必须要进行压力传感器动态特性的校准，认真分析其动态响应特性。 压力传感器动态特性可以用它的上升时间、固有频率、幅频特性、相频特性等参数来 描述。 线性度eL （非线性误差）：输入输出校准曲线（实际）与选定的拟合直线之间的 吻合 程度； A x ）00% y^s 重复性eR ：正行程或反行程曲线多次测量时曲线的一致程度; 置信系数 a=2（ 95.4%）或 a=3（ 99.73%） 迟滞eH 正行程与反行程之间的曲线的不重合度;
dp =± _ % 线性度、迟滞反映 系统误差；重复性反映 偶然误差 根据检定规程一 《压力传感器静态》， 在校准精密 线性压力传 感器时给出 的校准曲 线有二种最小二乘直线和端点平移线。 动态检定： 1. 瞬态激励法（阶跃信号激励） 2. 正弦激励法（正弦信号激励） 动态检定指标、参数：频率响应、谐振频率、自振频率、阻尼比、上升时间、建立时 间、过冲量、灵敏度。 正弦激励法：正弦压力信号输入法是一种间接的检定方法，即被检定的压力传感器和 一个“参考”压力传感器相比较，而“参考”压力传感器具有理想的动态性能。正弦 压力激励法在高 频、高压时，正弦信号往往严重畸变。因此一般只能用于小压力或低 频围的检定。 xlOO% 贝塞尔公式 误差（三者反应系统总误 差）
(1) 1 dR d R dA A 四种压力传感器的基本工作原理及特点 一：电阻应变式传感器 1 1电阻应变式传感器定义 被测的动态压力作用在弹性敏感元件上， 使它产生变形，在其变形的部位粘 贴有电阻应变片，电阻应变片感受动态压力的变化，按这种原理设计的传感器称 为电阻应变式压力传感器。 1.2电阻应变式传感器的工作原理 电阻应变式传感器所粘贴的金属电阻应变片主要有丝式应变片与箔式应变片 箔式应变片是以厚度为0.002―― 0.008mm 的金属箔片作为敏感栅材料，，箔 栅宽度为0.003――0.008mm 。丝式应变片是由一根具有高电阻系数的电阻丝 （直 径0. 015--0. 05mm ），平行地排成栅形（一般2――40条），电阻值60――200 ?， 通常为 120 ?，牢贴在薄纸片上，电阻纸两端焊有引出线，表面覆一层薄纸，即 制成了纸基的电阻丝式应变片。测量时，用特制的胶水将金属电阻应变片粘贴于 待测的弹性敏感元件表面上，弹性敏感元件随着动态压力而产生变形时， 电阻片 也跟随变形。如下图所示。B 为栅宽，L 为基长。 I 绘式应吏片 b ）笹式应变片 材料的电阻变化率由下式决定:
式中; R—材料电阻2
3 —材料电阻率 由材料力学知识得; K —金属电阻应变片的敏感度系数 式中K 对于确定购金属材料在一定的范围内为一常数，将微分 dR 、dL 改写成增 量出、/L,可得 由式(2)可知，当弹性敏感元件受到动态压力作用后随之产生相应的变形 而形应变值可由丝式应变片或箔式应变片测出，从而得到了 ZR 的变化，也就得 到了动态压力的变化，基于这种应变效应的原理实现了动态压力的测量。 1.3电阻应变式传感器的分类及特点 「测低压用的膜片式压力传感器 常用的电阻应变式压力传感器包括彳测中压用的膜片一一应变筒式压力传感器 -测高压用 的应变筒式压力传感器 1.3.1膜片一一应变筒式压力传感器的特点 该传感器的特点是具有 较高的强度和抗冲击稳定性，具有优良的静态特性、 动态特性和较高的自震频率，可达30khz 以上，测量的上限压力可达到9.6mp a 。 适于测量高频脉动压力，又加上强制水冷却。也适于高温下的动态压力测量，如 火箭发动机的压力测量，内燃机、压气机等的压力测量。 1.3.2膜片式应变压力传咸器的特点 A 这种膜片式应变压力传感器不宜测量较大的压力，当变形大时，非线性 较大。但小压力测量中由于变形很小，非线性误差可小于 0.5%，同时又有较高 的灵敏度，因此在冲击波的测量中，国内外都用过这种膜片式压力传感器。 B 这种传感器与膜片一应变筒式压力传感器相比， 自振频率较低，因此在低dR "R [(1 2 ) C(1 2 )]
压力传感器的动态标定 一、实验目的： 1、熟悉记忆示波器和电荷放大器使用方法； 2、用标定激波管标定传感器的动态参数； 3、计算传感器幅频特性和相频特性。 三、测试仪器设备： 1、记忆示波器1台（TDS210）； 2、CY-YD-205 1只，标定对象； 3、电荷放大器YE5850一台，连接石英压力传感器； 4、压电陶瓷传感器CY-YD-203T 1只； 5、电荷放大器KD5002 一台，连接压电陶瓷传感器，用于激波速度测量。 三、实验步骤： ( 1 ) 把石英传感器安装在激波管端壁上，并将石英传感器电缆接到电荷放大器YE5820的输入端，将YE5820的输出端电缆接到示波器ch2的输入端，并且将其上限频率置于100kHZ.灵敏度设在10pc/unit。打开YE5820电荷放大器(开关在背面)，“工作/复位”开关置于“复位”位置。 ( 2 ) 把侧壁的压电陶瓷传感器接到电荷放大器KD5002的输入端，并将放大器KD5002的输出接到示波器1通道。将放大器的上限截至频率设在100kHZ，示波器ch1垂直标尺置于500mv/div，ch2的垂直标尺置于20mv/div。 采样频率的设定：考虑到传感器的固有频率约为120kHz，由Shannon 采样定律，F s≥ 2F i，取F s＝500kS/s，即cm。也就是说水平标尺调节到500微妙/div为宜。 触发信源选ch1,上升沿单次触发，触发电平可调大一些,几十mv不成问题. ( 3 ) 激波管安装膜片，给气压机充气在4bar左右后,打开压气机阀门，将放大器置于“工作”，示波器”Ready”后, 打开激波管充气阀门，破膜，记录
匡亘垂塑雯亚亟壅垂薹蛩 传感器与仪器仪表 文章编号＂１００８－－０５７０（２００８）１２－－１－－０１２７．－０２ 一种压力传感器动态数字滤波的实现方法 ＡＭｅｔｈｏｄｆｏｒ Ｄｙｎａｍｏ，ｄｉｇ加ｔｆｉｌｔｅｒＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＰｒｅｓｓｕｒｅＳｅｎｓｏｒｓ （南京工业大学）毛丽民孙冬梅程明霄 ＭＡＯ Ｌｉ－－ｍｉｎＳＵＮＤｏｎ９?ｍｅｉ ＣＨＥＮＧＭｉｎｇ－－ｘｉａｏ 摘要：本文运用高斯一牛顿法，根据压力传感器的响应曲线建立了传感器的动态模型。该方法可使拟合结果逼近无偏估计。从而提高拟合的精度。为提高传感器动态特性．采用零极点配置法根据动态模型设计了动态补偿数字滤波器。运用Ａｌｔｅｒａ提 供的ＤＳＰＢｕｉｌｄｅｒ开发工具从Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型自动生成ｖＨＤＬ代码．并在ＦＰＧＡ上实现了３阶ｌｌＲ的数字滤波器，通过仿真取得了较好的效果。 ． 关键词：高斯—牛顿法；压力传感器：数字滤波器
中图分类号：ＴＰ２１２ 文献标识码：Ａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｕｔｉｌｉｚｅｓＣ，ＢＵＳＳ—Ｎｅｗｔｏｎｍｅｔｈｏｄ．ｈａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｔｈｅ ｆｌｌｊ，ｌｌＳＯｒ ｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅ．８Ｐ，ｎ，ｓｏｌｒ ｒｅ． ｓｐｏｎｓｅＣｌｌｌＷｅ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ ｅｌｌｌｌ．ｂ］ｅ ｔｈｅｆｉｔｔｉｎｇｒｅｔｓｕｈ ｔｏ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｈｅｕｎｂｉａｓｓｅｄｅｓｔｉｍａｔｅ，ａｎｄＰ，ｎｈａｌｌＣｔｐ ｆｉｔｔｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｄｙｎａｍｉｃａｌ ｃｏｒｎ?
ｐｅｎｓａｔｏｒｄｉｇｉｔａｌｌ融ｔｅｒｆｏｒＰｒｅｓｓｕｒｅ．ｆｌＰ，ｌｌｓｏｒｈａｓｂｅｅｎｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｙｚｅｒｏ—ｐｏｌｅｐｌａｃｅｍｅｎｔａｃｅｏｒ（１ｉｎｇ ｔｏ ｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌ ＵｓｉｎｇＤＳＰＢｕｉｌｄｅｒｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｄｂｙ Ａｌｔｅｒａｈａｓａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｐｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅＶＨＤＬｃｏｄｅ ｆｒｏｍｔｈｅＳｉｍｕｌｉｎｋｍｏｄｅｌ，ｈａｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ １ｔ ３ ｓｔｅｐｓＩＩＲｆｉｌｔｅｒ Ｏｉｌ ＦＰＧＡ，ａｎｄｔａｋｅｔｈｅ＃ｒｏｏｄ ｅｆｆｅｃｔｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ． ‘ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｇａｕｓｓ－Ｎｑｅｗｔｏｎｍｅｔｌａｏｄ；Ｐｒｅｓｓｕｒｅｓｅｎ．ｓｏｌ＇；Ｄｉｇｉｔａｌ脚ｔｅｒ
压力传感器的论文 合理进行压力传感器的误差补偿是其应用的关键。压力传感器主要有偏移量误差、灵敏度误差、线性误差和滞后误差，本文将介绍这四种误差产生的机理和对 测试结果的影响，同时将介绍为提高测量精度的压力标定方法以及应用实例。 目前市场上传感器种类丰富多样，这使得设计工程师可以选择系统所需的压力传感器。这些传感器既包括最基本的变换器，也包括更为复杂的带有片上电路的高集成度传感器。由于存在这些差异，设计工程师必须尽可能够补偿压力传感器的测量误差，这是保证传感器满足设计和应用要求的重要步骤。在某些情况 下，补偿还能提高传感器在应用中的整体性能。 本文以摩托罗拉公司的压力传感器为例，所涉及的概念适用于各种压力传感器的设计应用。 摩托罗拉公司生产的主流压力传感器是一种单片压阻器件，该器件具有3类： 1. 基本的或未加补偿标定； 2. 有标定并进行温度补偿； 3. 有标定、补偿和放大。 偏移量、范围标定以及温度补偿均可以通过薄膜电阻网络实现，这种薄膜电阻网络在封装过程中采用激光修正。 该传感器通常与微控制器结合使用，而微控制器的嵌入软件本身建立了传感器数学模型。微控制器读取了输出电压后，通过模数转换器的变换，该模型可以将电压量转换为压力测量值。 传感器最简单的数学模型即为传递函数。该模型可在整个标定过程中进行优化，并且模型的成熟度将随标定点的增加而增加。 从计量学的角度看，测量误差具有相当严格的定义：它表征了测量压力与实际压力之间的差异。而通常无法直接得到实际压力，但可以通过采用适当的压力标准加以估计，计量人员通常采用那些精度比被测设备高出至少10倍的仪器作为测量标准。 由于未经标定的系统只能使用典型的灵敏度和偏移值将输出电压转换为压力，测得的压力将产生如图1所示的误差。 这种未经标定的初始误差由以下几个部分组成： a. 偏移量误差。由于在整个压力范围内垂直偏移保持恒定，因此变换器扩散和激光调节修正的变化将产生偏移量误差。 b. 灵敏度误差，产生误差大小与压力成正比。如果设备的灵敏度高于典型值，灵敏度误差将是压力的递增函数（见图1）。如果灵敏度低于典型值，那么灵敏度误差将是压力的递减函数。该误差的产生原因在于扩散过程的变化。 c. 线性误差。这是一个对初始误差影响较小的因素，该误差的产生原因在于硅片的物理非线性，但对于带放大器的传感器，还应包括放大器的非线性。线性误差曲线可以是凹形曲线，也可以是凸形曲线。 d. 滞后误差：在大多数情形中，滞后误差完全可以忽略不计，因为硅片具有很高的机械刚度。一般只需在压力变化很大的情形中考虑滞后误差。 标定可消除或极大地减小这些误差，而补偿技术通常要求确定系统实际传递函数的参数，而不是简单的使用典型值。电位计、可调电阻以及其他硬件均可在补偿过程中采用，而软件则能更灵活地实现这种误差补偿工作。 一点标定法可通过消除传递函数零点处的漂移来补偿偏移量误差，这类标定方法称为自动归零。
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1-19所示。 图1-19 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。 1．7．2 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1-20所示。
美国MEAS压力传感器 美国MEAS压力传感器 MEAS ICS系列PCB封装扩散硅压力传感器 MEAS ICS生产的PCB封装式压力传感器采用硅微机械加工技术，适合测量空气或非腐蚀性气体的压力、差压及有创血压，测量范围为1～500PSI。 传感器封装类型有：双列直插式封装（1210A/1220A/1230A/1240A型），表面贴封装（1451/1471型），TO-8（13/23/33/43型），TO-5（50型）和一次性血压计传感器（1620型）。 MEAS ICS系列隔离膜片压力传感器 MEAS ICS生产的充硅油不锈钢隔离式压力传感器适合于恶劣环境下的液体和气体压力的测量。 主要特点是采用了性能优秀的超稳型扩散硅压阻式传感器芯体，为压力变送器和生化仪器的OEM客户量身定制。 传感器按量程可分为：低压（82/154N系列）、中压（85/86/154N系列）、高压（87N系列）；按结构可分为：O型圈密封结构、焊接结构、齐平膜结构及小型结构等； 美国MEAS压力传感器 MEAS MSP系列微熔压力传感器 MEAS MSP系列采用微熔技术，引进航空应用科技，利用高温玻璃将微加工硅应变片熔化在不锈钢隔离膜片上。玻璃粘接工艺避免了温度、湿度、机械疲劳和介质对胶水和材料的影响，提高了传感器在工业环境下的长期稳定性。并采用稳定的ASIC电路保证了产品结构的小型化和成本的最优化。 本产品用途广泛，特别适合用于OEM客户及中等大批量应用，并可根据批量客户的需求量身定制。 产品按性能和用途分为：MSP100、MSP300/310/320/340、MSP400/430、MSP600/610、MSP800、MSP5100（新型）等系列。MEAS P/US系列高精度压力传感器 MEAS的高精度产品采用超稳扩散硅压阻芯片及金属应变芯片，并利用先进的数字补偿技术生产而成。 产品广泛应用于发电厂、水处理设施、航空航天航海系统、核试验台、飞行试验台、能源管理及监测系统。 产品按性能及用途可分为：US300（超小体积）、US600（高精度）、US5100（高性价比）及US10000（数字补偿）系列；P700（高性能）、P900（高性能）、P1200（工业通用）、P9000（数字补偿）等系列产品。 美国MEAS压力传感器 MEAS P系列轧钢/专用压力传感器 MEAS公司生产在特殊场合应用的产品： 如具有高频响、抗5倍过载能力，适应钢铁、冶金行业恶劣环境的P981-01XX系列、P9000-01XX 系列、P700-01XX系列等； 用于食品、制药、乳品加工及酿造行业的齐平膜、抗腐蚀的P380系列； 用于航空、航天、军工及海洋勘探行业的P1200（深海勘探）、P1400（中差压）、P1500（低压）、P1600（低差压）等系列产品。
压力传感器检定： 1.静态检定 2.动态检定 我们把压力传感器的特性分成两类静态特性和动态特性。压力传感器静态特性的 主要指标是灵敏度、线性度、迟滞、重复性、精度、温度漂移和零点漂移等等。一般 我们校准压力传感器都是校准其静态特性，这是因为我们将压力传感器理想化，认为 其固有频率相当大而且本身无阻尼，这时压力传感器的静态特性和动态特性是一样的。然而在被测压力随时间变化的情况下，压力传感器的输出能否追随输入压力的快速变 化是一个很重要的问题。有的压力传感器尽管其静态特性非常好，但由于不能很好地 追随输入压力的快速变化而导致严重的误差，有时甚至出现高达百分之百的动态误差。所以我们必须要进行压力传感器动态特性的校准，认真分析其动态响应特性。压力传 感器动态特性可以用它的上升时间、固有频率、幅频特性、相频特性等参数来描述。 迟滞e H：正行程与反行程之间的曲线的不重合度； 线性度e L（非线性误差）：输入输出校准曲线（实际）与选定的拟合直线之间的吻合程度； 重复性e R：正行程或反行程曲线多次测量时曲线的一致程度； 置信系数a=2（%）或a=3（%） 贝塞尔公式 线性度、迟滞反映系统误差；重复性反映偶然误差。 误差（三者反应系统总误差）e S：e S=±√e H2+e L2+e R2 或e S=e H+e L+e R 根据检定规程一《压力传感器静态》,在校准精密线性压力传感器时给出的校准曲线有二种最小二乘直线和端点平移线。 动态检定： 1.瞬态激励法（阶跃信号激励） 2.正弦激励法（正弦信号激励） 动态检定指标、参数：频率响应、谐振频率、自振频率、阻尼比、上升时间、建立时间、过冲量、灵敏度。
四种压力传感器的基本工作原理及特点 一：电阻应变式传感器 1 1电阻应变式传感器定义 被测的动态压力作用在弹性敏感元件上，使它产生变形，在其变形的部位粘贴有电阻应变片，电阻应变片感受动态压力的变化，按这种原理设计的传感器称为电阻应变式压力传感器。 1.2 电阻应变式传感器的工作原理 电阻应变式传感器所粘贴的金属电阻应变片主要有丝式应变片与箔式应变片。 箔式应变片是以厚度为0.002——0.008mm 的金属箔片作为敏感栅材料，，箔栅宽度为0.003——0.008mm 。丝式应变片是由一根具有高电阻系数的电阻丝(直径0．015--0．05mm)，平行地排成栅形(一般2——40条)，电阻值60——200 ?，通常为120 ?，牢贴在薄纸片上，电阻纸两端焊有引出线，表面覆一层薄纸，即制成了纸基的电阻丝式应变片。测量时，用特制的胶水将金属电阻应变片粘贴于待测的弹性敏感元件表面上，弹性敏感元件随着动态压力而产生变形时，电阻片也跟随变形。如下图所示。B 为栅宽，L 为基长。 材料的电阻变化率由下式决定： d d d R A R A ρρ=+ （1） 式中； R —材料电阻
由材料力学知识得； [(12)(12)]dR R C K μμεε=++-= (2) K —金属电阻应变片的敏感度系数 式中K 对于确定购金属材料在一定的范围内为一常数，将微分dR 、dL 改写成增量ΔR 、ΔL,可得 R L K K R L ε??== (3) 由式(2)可知，当弹性敏感元件受到动态压力作用后随之产生相应的变形ε,而形应变值可由丝式应变片或箔式应变片测出，从而得到了ΔR 的变化，也就得到了动态压力的变化，基于这种应变效应的原理实现了动态压力的测量。 1.3电阻应变式传感器的分类及特点 测低压用的膜片式压力传感器 常用的电阻应变式压力传感器包括 测中压用的膜片——应变筒式压力传感器 测高压用的应变筒式压力传感器 1.3.1膜片——应变筒式压力传感器的特点 该传感器的特点是具有较高的强度和抗冲击稳定性，具有优良的静态特性、动态特性和较高的自震频率，可达30khz 以上，测量的上限压力可达到9.6mp a 。适于测量高频脉动压力，又加上强制水冷却。也适于高温下的动态压力测量，如火箭发动机的压力测量，内燃机、压气机等的压力测量。 1.3.2 膜片式应变压力传咸器的特点 A 这种膜片式应变压力传感器不宜测量较大的压力，当变形大时，非线性较大。但小压力测量中由于变形很小，非线性误差可小于0.5％，同时又有较高的灵敏度，因此在冲击波的测量中，国内外都用过这种膜片式压力传感器。 B 这种传感器与膜片—应变筒式压力传感器相比，自振频率较低，因此在低ρ—材料电阻率
燃气联试系统在正式工作之前要进行传感器校标；若测试现场环境发生变化，用户更有必要对传感器重新校标。 本系统用到的传感器有侧燃压力传感器和燃气压力传感器。 1．传感器校标特征图 图5.9 传感器校标特征 2．传感器校标计算公式 标定线的各点压强值对应的高度：（此处侧燃n =7，燃气n =8） 0h =4 04030201h h h h +++ 1h = 414131211h h h h +++ … … n h =2 21n n h h + （5-11） 定义各点压强对应的实际高度：（此处侧燃n =7，燃气n =8） 1P 时，1h -0h =△1h 2P 时，2h -0h =△2h
… … n P 时，n h -0h =△n h （5-12） 计算各标定压强间隔的内插系数：（此处侧燃n =7，燃气n =8） 1k =1 1h △P 2k = 2121 h - h P P -?? … … n k =1 -n n 1h -△h △--n n P P （5-13） 标定压强值求法： m P =1-n P +n K (m H -△1-n h ) （5-14） 其中，m H 为曲线上m 点至零线的高度； n K 为△1-n h 和△n h 之间的换算内插系数； 1-n P 为对应于△1-n h 的压强标定值； m P 为对应m H 高度求得的压强值。 传感器非线性计算公式： △h h △n △h n i n -i ╳100% （5-15） 其中，n 为标定线上的最大台阶数； △n h 为最大标定高度； i h △为第i 阶段的标定高度； i 为标定线是任一个阶梯（i =1、2、3…n ） 计算各点值，取其最大值表示传感器非线性值。 传感器滞后性(迟滞)参数计算公式： i2i1i4i3n 1(h -h h -h ) 4h ??+???╳100% （5-16）
《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。
实验四拉压力传感器的制作与标定 一. 实验目的 1. 了解应变式空心圆筒测力仪的测力原理及制作方法。 2. 了解并掌握测力仪的标定原理与方法。 3. 工程中实际拉压力传感器的使用方法。 二、应变式空心圆管测力仪制作及原理 制作：空心圆筒测力仪是采用空心圆筒作为弹性元件，在外表面相应的位置牢固地粘贴上电阻应变片，然后把各片按规律连接成电桥而成。 原理：把弹性元件上贴的四片电阻片按全桥方式联接，根据电桥理论，电阻变化与弹性元件的敏感部件应变相对应，而在弹性元件的弹性范围内其受力后的应变又正比于力的大小，因此电桥的输出与受力的大小成正比。 测力仪投入使用之前必须用实验的方法找出他们的输入和输出之间的关系，判定它的各项性能指标，这个过程叫标定（应变/工程单位=标定系数）。作为静态测量或稳态测量（直流分量）的测力仪只须进行静态标定。 1．标准力值的精度与加载方向的要求： 1）加力方向应准确，不得歪斜。 2）加载力值应保证为标准力值，其误差应小于测力仪精度要求的1/10~1/5。 2．测力仪标定装置： 可采用螺旋加力器配合标准测力仪进行标定的方法，下图所示为压力传感器标定方法简图。扭动旋压力器，向下压测力仪， 此时被标定测力仪上有一个输出。相应标准测 力仪上也有一个输出，此输出已经标定过，故 可查得此时作用于待标定测力仪上之力值，有 了力值和输出即可求得待标定测力仪的输出与 力值的比例关系——即灵敏度。在螺旋加力器， 测力仪、标准测力仪中间旋转钢球是使加力时 只传递轴向力而不传递扭力的作用。 3．测力仪加力范围： 测力仪静态标定时按测力仪的设计额定载 荷选好加力等级，然后逐级加载记录读数，直 到测力仪设计载荷的110%；然后逐级卸载并记 录读数，直至全部卸完为止。如此反复进行3~5 次，取其平均值然后进行处理得到测力仪的静态 性能指标（灵敏度），可绘制标定曲线确定标定值即标定系数（应变/工程单位）。 在实际具体测量时，只要将测量到的应变值除以标定系数，就可以得到工程单位的数值了。
市场上常见的压力传感器的种类及原理分析 什么是压力传感器呢?压力传感器是指将接收的气体、液体等压力信号转变成标准的电流信号(4~20mADC)，以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节的元器件。它主要是由测压元件传感器、测量电路和过程连接件等组成的（进气压力传感器）。 那么压力传感器的种类有哪些呢?就目前市场而言，压力传感器一般有差压传感器、绝压传感器、表压传感器，静态压力传感器和动态压力传感器。对于这几者之间的关系，我们可以这样定义定义：差压是两个实际压力的差，当差压中一个实际压力为大气压时，差压就是表压力。绝压是实际压力，而有意义的是表压力，表压力=绝压-大气压力。静态压力是管道内流体不流动时的压力。动态压力可以简单理解为管道内流体流动后发生的压力。 根据不同的方式压力传感器的种类也不尽相同。小编通过搜集整理资料，将与压力传感器的种类相关的知识做如下介绍，下面我们来看具体分析。 1.扩散硅压力传感器 扩散硅压力传感器工作原理是被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷)，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，和用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。 扩散硅压力传感器原理图 2.压电式压力传感器 (1)压电式压力传感器原理 压电式压力传感器原理基于压电效应。压电效应是某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。 (2)压电式压力传感器的种类与应用 压电式压力传感器的种类和型号繁多，按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。压电元件支撑于本体上，由膜片将被测压力传递给压电元件，再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。 现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。例如用压力传感器测量绘制内燃机示功图，在测量中不允许用水冷却，并要求传感器能耐高温和体积小。压电材料最适合于研制这种压力传感器。石英是一种非常好的压电材料，压电效
微型、薄型动态压力传感器 一、CYG502型超微型压力传感器(绝压) 标称尺寸外径2mm的超微型压力传感器CYG502是专为流体力学实验中要求更小安装尺寸的用途而设计的。是目前我公司推出产品中尺寸最小的压力传感器。 CYG502的压力敏感元件采用当代最先进的MEMS（Miro Electronic Machinical Systems）技术设计与制造。三维集成、双面加工的硅压阻压力敏感元件具有优秀的线性精度。离子注入、精细光刻技术制作的惠斯顿应变电桥的高度一致性使其具有很小的温度漂移。采用硅硅直接键合技术、倒V型槽设计、从而实现了可利用芯片薄膜尺寸的最佳化，为超微型传感器的实现取得关键突破。 使用了硅–硅键合技术，改善了热匹配效果，减少了应力带来的零位不稳定性。 目前已面市品种有绝压型测量模式产品，表压型正在研制中。 二、CYG503型微型压力传感器（绝压、表压） 标称尺寸外径3mm的微型压力传感器CYG503是专为空气动力学研究试验中，要求安装尺寸小，不扰动流场，动态响应优良动态压力分布测量而设计的。应用于如发动机进气道压力畸变、喘振等的空气动力学性能测定, 敏感元件的固有频率＞200kHz。 CYG503的压力敏感元件采用当代最先进的MEMS（Miro Electronic Machinical Systems）技术设计与制造。三维集成、双面加工的硅压阻压力敏感元件具有优秀的线性精度、离子注入、精细光刻技术制作的惠斯顿应变电桥的高度一致性使其具有很小的温度漂移、体微机械加工，精密各向异性腐蚀形成的硅薄膜力敏结构使其具有很高的压力灵敏度和小至1.5mm以下的径向尺度。先进的微型化的压力敏感芯片采用无应力封装技术，密封封装在特制的微型安装基座和不锈钢毛细管中。绝压型传感器参考压力腔是芯片背面密封的真空腔，表压型传感器的参考压力腔是通过一根更细的不锈钢毛细管从背面引出与大气沟通。也为了方便用户为取得稳定的压力参考而用细尼龙管将它引至气压稳定处。 三、CYG504型微型低压力传感器（绝压、表压） 标称尺寸外径4mm的微型压力传感器CYG504是专为空气动力学研究试验中，要求测量量程低，安装尺寸小，不扰动流场，动态响应优良动态压力分布测量而设计的。应用于如风洞中正空度脉动测量、中低速风洞空气动力学性能测定等。 四、CYG505型微型压力传感器（绝压、表压） 标称尺寸外径Φ5mm的微型表压力传感器CYG505及其衍生的螺纹安装型品种CYG506是专为水流动力学研究。缩模实验要求的外形尺寸小，对流场扰动小，量程低、灵敏度高，动态频响好而专门设计的微型低量程脉动压力传感器。 CYG505的压力敏感元件采用当代最先进的MEMS（Miro Electronic Machinical Systems）技术设计与制造、三维集成、双面加工的硅压阻压力敏感元件具有优秀的线性精度、离子注入、精细光刻技术制作的惠斯顿应变电桥的高度一致性使其具有很小的温度漂移。用CAD 辅助的有限元分析基础上的最佳力学构件设计、版图布局设计、加上精密的各向异性腐蚀，
压力传感器与压力变送器的标定 一、实验目的 1．了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法； 2．学习掌握简单的运算放大电路； 3．了解差压变送器测量压力的原理，掌握变送器的标定方法； 4．了解变送器二线制和四线制接线的不同。 二、实验原理 1．扩散硅压阻式压力传感器实质是硅杯压阻传感器。它以N型单晶硅膜片作敏感元件，通过扩散杂质使其形成4个P型电阻，形成电桥。在压力作用下根据半导体的压阻效应，基片产生应力，电阻条的电阻率产生很大变化，引起电阻的变化，使电桥有相应输出。 2．仪表的静态特性是衡量仪表品质好坏的的基本指标。它包括仪表的量程、精度、线性度、回差、灵敏度和灵敏限等。根据压力变送器的测量原理，标定出压力变送器的静态特性。 三、实验设备 CSY-2000A实验台、精密压力表、压阻式压力传感器、压力传感器实验模板、加压球（气压源）、CYB-500K差压变送器（量程0～50KPa）、气体连接导管、电信号连接导线。 四、实验步骤与说明 （一）扩散硅压阻式压力传感器的压力标定 （1）连接气体管路：根据图3-1连接气体管路，其中压缩泵、贮气箱、流量计在CSY-2000A实验台内部已经接好。将气体三通连接导管中硬管一端插入主控台上的气源快速插座中。其余两根导管分别与精密压力表的输出端口（左侧）和压阻式压力传感器的气咀接通。 注意：①压阻式压力传感器两只气咀中，一只为高压咀，另一只为低压咀。当高压咀接入正压力时，输出为正，反之为负，若输出负时可调换气咀。②精密压力表上有两个旋钮，此部分这两个旋钮都必须拧紧。 图3-1 扩散硅压阻式压力传感器的压力标定气路连接图
（2）连接电路部分：为减少干扰，可将将压阻式压力传感器的四端接头按端口编号接到压力传感器实验模板上，再根据原理图3-2连接电路部分。注意，压阻式压力传感器的3、1端接＋4V稳压电源。 说明：①压阻式压力传感器电路部分为四线制连接，其中3端、1端为传感器电源端（3端为正，1端为负），2端、4端为传感器信号输出端（2端为正，4端为负）。②注意不同电压信号的地端保持一致。 图3-2 扩散硅压阻式压力传感器的压力标定电路连接原理图 （3）调整零点：检查接线无误后，打开CSY-2000A实验台上的电源开关，调节压力传感器实验模板上R W2，使数显表显示为零。 说明：压力传感器实验模板上的R W1用于调节放大倍数，R W2用于调节零位。 （4）压力传感器性能测定：打开CSY-2000A实验台上的气源开关，启动压缩泵，可在精密压力表上读出储气箱的压力。轻微转动流量计旋钮，可发现储气箱压力随流量增大而减小。仔细逐步转动流量计旋钮，使储气箱压力在4-12Kpa之间，压力每上升1Kpa时，记录相应数显表的示值，填入表3-1。 表3-1 调校前压力传感器输出数显与输入压力值 （5）把此压力测量系统标定成压力计：给压阻式压力传感器输入4Kpa气压，调节R W2使数显表显示0.400V，输入12 Kpa气压，调节R W1使数显表显示1.200V，反复调节R W2、R W1直到达到足够的精度。使储气箱压力在4-12Kpa之间，压力每上升1Kpa时，记录相应数显表的示值，填入表3-2。 表3-2 调校后压力传感器输出数显与输入压力值 （6）关闭主控台上的气源开关、关闭主控台上的电源开关，拔下连接导线、导管。 警告：必须用双指按住气源快速接头边缘向内压，才能轻松拔出导管，请勿野蛮操作。 （二）差压式压力变送器的标定 （1）连接气体管路：将加压球（气压源）上的单向阀门拧松后，用橡皮管与精密压力表的气源端（右侧）相连，压力表的输出端（左侧）用橡皮管与差压变送器的高压咀（+）相连。 注意：①差压变送器两只气咀中，一只为高压咀，另一只为低压咀。当高压咀接入正压力时，输出为正，反之为负，若输出负时可调换气咀。②精密压力表上有两个旋钮，此部分中左侧输出端上的旋钮必须拧紧，右侧气源端上的旋钮必须松开。 （2）连接电路部分：根据图3-3用导线将差压变送器与实验台上的+24V电源、mA表输入口串联起来。
毕业论文 压力传感器动态特性研究 学生姓名：学号： 仪器与电子学院 学 专业： 指导教师： 2015年 6月
压力传感器动态特性研究 摘要 当代传感器技术发展迅速，无论对于人类的日常生活和工业生产，传感器都是一项不可或缺的技术。其中，压力传感器是应用最为广泛的一类传感器，在工业、农业、化工以及航空航海等各个领域都能施展拳脚。压力传感器的功能是准确检测到待测压力的压力值和压力变化，在实际使用过程中，压力传感器需要在一些高压环境下工作，要求其具有良好的动态特性，因此研究传感器的动态特性十分的重要。 本文主要针对数学模型在处理实验数据中的重要地位，并结合利用激波管对压力传感器进行动态校准实验，介绍如何利用系统辨识法中的最小二乘参数估计来建立动态数学模型的方法。并利用Matlab/Simulink模块进行软件建模仿真，由仿真结果确定其数学模型的可信度,并利用软件分析压力传感器的动态特性。 关键词：传感器，动态特性，系统辨识，最小二乘法
Dynamic characteristics of the pressure sensor Abstract Modern sensor technology is developing rapidly, both for human daily life and industrial production, the sensor is an indispensable technology. Wherein the pressure sensor is the most widely used class of sensors in various fields of industry, agriculture, chemical and aviation navigation and so can their fists. Function of the pressure sensor is to be measured accurately detect a pressure value and pressure changes, in actual use, the pressure sensor needs to work in some high-pressure environment, is required to have excellent dynamic characteristics, the study of the dynamic characteristics of the sensor is important. In this paper, a mathematical model for the processing of experimental data in an important position, combined with the use of shock tube for dynamic pressure sensor calibration experiment on how to use the system parameter identification method of least squares method to build a dynamic mathematical model estimates. And the use of Matlab / Simulink software simulation modules, determine its credibility mathematical model simulation results, and the use of software to analyze the dynamic characteristics of the pressure sensor. Keywords: sensors, dynamic characteristics, system identification, least square method