第11章传感器的标定分解.ppt

第11章 传感器的标定 第11章 传感器的标定 * * 为什么要标定？ 任何一种传感器在制造、装配完毕后都必须对原设计指标进行一系列试验，以确定传感器的实际性能。 Calibration 新研制的传感器需进行全面技术性能的鉴定，用鉴定数据进行量值传递，同时鉴定数据也是改进传感器设计的重要依据 经过一段时间储存或使用后对传感器的复测，可检测传感器的基本性能是否发生变化，判定其是否可继续使用。对可继续使用的传感器，若某些指标(如灵敏度)发生了变化，应通过再次标定，对原数据进行修正。 * 什么是标定？ 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。 Calibration 静态标定 动态标定 主要用于检验、测试传感器(或是整个传感系统)的静态特性指标，如静态灵敏度、线性度、迟滞、重复性等。 主要用于检验、测试传感器(或传感系统)的动态特性，如动态灵敏度、频率响应等 基本参数指标 量程指标：量程范围、过载能力。 灵敏度指标：灵敏度、分辨力、满量程输出。 精度有关指标：误差、线性、滞后、重复性。 动态性能指标：固有频率、阻尼比、时间常数、频率响应范围。 环境参数指标 温度指标：工作温度范围，温度误差，温度漂移，温度系数。 其他环境参数：抗潮湿、抗介质腐蚀能力、抗电磁干扰能力等。 可靠性指标 工作寿命、平均无故障时间、绝缘电阻、耐压等。 其他指标 供电方式（直流、交流、频率、波形） 电压范围 怎样进行标定？ 利用一种标准设备产生的已知非电量(如标准力、压力、位移等)作为输入量，输入至待标定的传感器中，得到传感器的输出量；然后将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曲线。 Calibration 传感器标定的分类 （1）根据被测量进行分类 ①绝对标定法 被测量是由高精度的设备产生并测量其大小的。特点：精度较高，但较复杂。 ②相对标定法或比较标定法 被测量是用根据绝对标定法标定好的标准传感器来测量的。特点：简单易行，但标定精度较低。 * 标准设备 输出量 已知非电量 待标定传感器 输入量 标准传感器 输出2 待标定传感器 输入量 发生器 输出1 输入标准量：由标准传感器检测得到 实质：待标定传感器与标准传感器之间的比较 标定系统的组成 被测非电量的标准发生器，如测力砝码、环形测力机、活塞式压力计、位移标定设备（深度千分尺）、恒温源（低温-630.74）用铂电阻温度计、（630-1064）用铂铹-铂热电偶等。 被测非电量的标准测试系统，如标准压力传感器、标准力传感器、标准温度计等。 待标定传感器所配接的信号调节器、显示器和记录器等，其精度是已知的。 传感器的静态特性标定 1.静态标定条件 （20?5）℃；≤85%RH；（760?60）mm汞柱 2.标定仪器设备（标准量具）精度等级的确定 ●标准量具的精度等级比被标定传感器至少高一个等级； ●附加设备又必须比标准量具至少高一个等级。 3.静态特性标定方法——比较法 ●创造一个静态标准条件； ●选择标准量具； ●标定步骤： ?全量程等间隔分点标定； ?正、反行程往复循环一定次数逐点标定（输入标准量，测试 传感器相应的输出量）； ?列出传感器输出-输入数据表格或绘制输出-输入特性曲线； ?数据处理获取相应的静态特指标。 　　例 0~2MPa压力传感器的标定（输出电压1~5V；1.5级)，K=2V/MPa 标定数据表 输入压力(MPa) 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 输出电压(V) 升 1.02 1.40 1.79 2.19 2.56 2.98 3.41 3.78 4.17 4.57 4.98 输出电压(V) 降 1.01 1.42 1.81 2.23 2.58 3.05 3.43 3.82 4.20 4.59 5.01 平 均（V） 1.02 1.41 1.80 2.21 2.57 3.02 3.42 3.80 4.19 4.58 4.99 升降变差（V） 0.01 0.02 0.02 0.04 0.02 0.07 0.02 0.04 0.03 0.02 0.03 绝对误差? (V) 0.02 0.01 0.00 0.01 -0.03 0.02 0.02 0.00 -0.01 -