压力传感器标定的原理基于灵敏度和线性度进行。具体如下:
灵敏度:是指传感器输出的电信号相对于压力变化的响应程度。在标定时,需要确定传感器的灵敏度,即单位压力变化对应的电信号变化量。静态标定是通过施加一系列已知压力,测量相应的电信号来计算灵敏度。动态标定则是通过施加一系列不同频率和振幅的压力波形,测量传感器输出的响应来确定其动态特性。
线性度:是指传感器输出与实际压力之间的关系是否符合线性关系。在标定过程中,需要测量一系列不同压力下的传感器输出,并根据实际压力值拟合出传感器输出与压力之间的线性关系。常见的线性度标定方法包括零点偏移标定和斜率误差标定。零点偏移标定是通过测量传感器在零压力下的输出来确定零点偏移量。斜率误差标定则是通过施加一系列已知压力并测量输出,来计算传感器的斜率误差。
在实际操作中,可以参考以上原理对压力传感器进行标定,以保证测量结果的准确性和可靠性。
一、概述
在工程领域,压力测量设备的应用非常广泛,其种类繁多。而要确保这类设备的测量精度,对关键部件——压力传感器的标定是至关重要的。因此,压力传感器标定实验在《热工检测技术》课程中占据着核心地位。该实验旨在加深学生对自动检测技术理论的理解,并使他们更好地掌握工程基础。本实验台采用先进的设备和技术,不仅适用于生产厂家的产品质量检验,也适用于教学和科研需求。
二、实验目的
通过本实验,学生将达到以下目的:
掌握压力传感器特性校准的方法和设备的使用;
了解不同压力传感器的动态响应特性;
分析各种压力传感器的动态压力响应特性;
掌握基本信号处理技术的应用。
三、实验原理
传感器的标定是通过实验建立传感器输入量和输出量之间关系的过程,同时确定在不同使用条件下的误差关系。具体来说,本实验将使用稳态压力波发生装置、工业用远传压力表、低响应频率的压力传感器、高频压力传感器、开关电源、数据采集板卡、计算机以及管路等设备进行校准。通过一系列的标定曲线,我们可以获得传感器的特性指标。
四、测控项目与系统结构
实验装置主要由稳态压力波发生装置、工业用远传压力表、低响应频率的压力传感器、高频压力传感器、开关电源、数据采集板卡、计算机以及管路组成。
在系统结构中,为了对各压力传感器进行静态和动态校准,我们采用了自制的管路系统连接压力波发生装置。管路上安装了工业用远传压力表、动态响应压力传感器等设备。在进行静态校准时,我们会关闭某些截止阀,打开其他截止阀,通过砝码对工业用远传压力表、动态响应压力传感器等进行校准。在进行动态校准时,我们会关闭某些截止阀,打开其他截止阀,由压力波发生装置对管路系统产生交变的压力信号。各传感器检测稳态或交变的压力信号,并将信号转换为标准工业信号或485信号传递给数据采集板卡。计算机实时采集板卡的各传感器转换后的信号,并采用自主研发的上位机软件对所采集的压力信号进行数据分析和处理。这样,我们就可以获得各传感器所采集的稳态和交变压力,实现对各压力传感器的静态和动态标定。
五、试验台功能与特点
本试验台具有以下功能和特点:
数据采集巡检周期可由用户设定,最小周期为10秒,最大周期为1分钟;
计算机能够实时显示各点压力数据,并在线绘制这些数据对应于时间的变化曲线;
可以在计算机上预览测试结果,相关参数经确认后,可自动存入数据库;
可按文件名或者实验标号在计算机内调阅、打印试验记录或结果;
支持各压力传感器的在线标定。
六、技术参数
本实验台的主要技术参数包括:
检测压力量程:0.6MPa;
压力传感器精度:1%FS;
压力传感器工作介质温度:-40℃~+125℃;
压力表精度:1.6级;
输出信号:4~20mA;
压力波发生装置压力≤0.25MPa;
电机功率:0.55kW;
通讯方式:RS232/485。