壓力傳感器的靜態(tài)標(biāo)定指導(dǎo)書

1、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書北京交通大學(xué)機(jī)電學(xué)院測(cè)控系2006年9月實(shí)驗(yàn)一壓力傳感器的靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、了解壓力傳感器靜態(tài)標(biāo)定的原理；2、掌握壓力傳感器靜態(tài)標(biāo)定的方法；3、確定壓力傳感器靜態(tài)特性的參數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)基本原理傳感器的標(biāo)定，就是通過實(shí)驗(yàn)建立傳感器輸入量和輸出量之間的關(guān)系，同時(shí)也確定出不同使用條件下的誤差關(guān)系。 壓力傳感器的靜態(tài)標(biāo)定， 主要指通過一系列的標(biāo)定曲線得到其靜態(tài)特性指標(biāo)：非線性、遲滯、重復(fù)性和精度等。三、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)1、系統(tǒng)連接2、實(shí)驗(yàn)設(shè)備活塞式壓力計(jì)（型號(hào)： YS/YU-600 型）、標(biāo)準(zhǔn)壓力表（精度： 0.4 級(jí)，量程：010MPa）、被標(biāo)定的壓力傳感器（型號(hào)：AF18

2、00，量程： 010MPa）、數(shù)字萬用表、標(biāo)準(zhǔn)砝碼、工作液體（蓖麻油） 。13、活塞式壓力計(jì)結(jié)構(gòu)原理測(cè)量活塞以及砝碼的重力與螺旋壓力發(fā)生器共同作用于密閉系統(tǒng)內(nèi)的工作液體，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)工作液體的壓力與此重力相平衡時(shí)，測(cè)量活塞1 將被頂起而穩(wěn)定在活塞筒 3 內(nèi)的任一平衡位置上。這時(shí)有壓力平衡關(guān)系：p 1 (m m0 ) gA式中： p 為系統(tǒng)內(nèi)的工作液體壓力；m 與 m0 分別為活塞與砝碼的質(zhì)量；g 為重力加速度； A 為測(cè)量活塞的有效面積。對(duì)于一定的活塞壓力計(jì)，A 為常數(shù)。在承重托盤上換不同的砝碼， 由螺旋壓力發(fā)生器推動(dòng)工作活塞， 工作液體就可處于不同的平衡壓力下， 因此可以方便而準(zhǔn)確地由平衡時(shí)所加

3、的砝碼和活塞本身的質(zhì)量得到壓力 p 的數(shù)值。此壓力可以作為標(biāo)準(zhǔn)壓力， 用以校驗(yàn)壓力表。 如果把被校壓力表 6 上的示值與這一準(zhǔn)確的壓力 p 相比較，便可知道被校壓力表的誤差大小。也可以關(guān)閉 a 閥，在 b 閥上部接入標(biāo)準(zhǔn)壓力表，由壓力發(fā)生器改變工作液壓力，比較被校表和標(biāo)準(zhǔn)表上的示值進(jìn)行校準(zhǔn)。 同樣，將被校壓力表換成壓力傳感器，就可以通過比較壓力傳感器測(cè)量的壓力值和標(biāo)準(zhǔn)表上的示值進(jìn)行校準(zhǔn)，對(duì)壓力傳感器進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定。4、擴(kuò)散硅壓力傳感器擴(kuò)散硅壓力傳感器在單晶硅的基片上擴(kuò)散出 P 型或 N 型電阻條，接成電橋。在壓力作用下， 根據(jù)半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)， 基片產(chǎn)生壓力， 電阻條的電阻率產(chǎn)生很大變化，引起電

4、阻的變化， 把這一變化引入測(cè)量電路。 則其輸出電壓的變化反映了所受到的壓力變化。四、實(shí)驗(yàn)方法和要求1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路連線圖，裝配、檢查各種儀器、傳感器及壓力表。2、檢查實(shí)驗(yàn)電路及油路。23、加載、卸載，注意數(shù)據(jù)變化，并記錄。壓力表加載、卸載實(shí)驗(yàn)記錄砝碼壓力（ MPa） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 壓力表壓力（ MPa）砝碼壓力（ MPa） 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 壓力表壓力（ MPa）壓力傳感器加載、卸載實(shí)驗(yàn)記錄壓力表壓力（ MPa） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 壓力傳感器輸出電壓（V）壓力表壓力（ MPa） 9 8 7 6 5 4 3 2 1

5、 0 壓力傳感器輸出電壓（V）4、分析、計(jì)算、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出壓力傳感器的靜態(tài)特性圖，非線性、遲滯、重復(fù)性。5、用方和根法計(jì)算系統(tǒng)誤差。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、每次加砝碼時(shí)注意一定要放穩(wěn)；2、在正行程測(cè)量時(shí)，當(dāng)壓力由5MP 增加到 6MP 需要更換大砝碼時(shí)，一定要將工作液體的壓力值降低到1MP 以下后才能進(jìn)行更換操作；同樣在反行程測(cè)量時(shí)，壓力由6MP 降低到 5MP 需要更換小砝碼時(shí)，也一定要將工作液體的壓力降低到1MP 以下后才能進(jìn)行更換操作。3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)記錄清楚、準(zhǔn)確；4、加減壓操作時(shí)，注意正反行程的含義，不能反復(fù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。3實(shí)驗(yàn)二力矩檢測(cè)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1、掌握測(cè) 力傳感器的工作原理

6、。2、掌握力矩檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。3、掌握數(shù)據(jù)采集及處理方法。二、基本原理： 通過應(yīng)用應(yīng)變式力傳感器進(jìn)行力矩參量的檢測(cè)， 采用電橋電路及放大器電路將力參量轉(zhuǎn)換為電壓量， 通過單片機(jī)對(duì)該電壓量進(jìn)行采集， 并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及工程量變換，最終得到力矩值。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：1. 力傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉?. 測(cè)力傳感器。3. 砝碼（每枚 50 克，共 10 枚）。4. 單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)及用戶應(yīng)用板。5. 放大器芯片等電子元件。6. 標(biāo)準(zhǔn)± 12V 穩(wěn)壓電源。7. PC 機(jī)。四、實(shí)驗(yàn)方法和要求：1. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路、繪制連線圖，并完成單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及線路連接。2. 檢查實(shí)驗(yàn)電路。3. 合上開關(guān)，進(jìn)行力的檢測(cè)，乘以力臂值，得到力矩值，對(duì)應(yīng)各個(gè)力矩點(diǎn)，測(cè)量輸出電壓 ,并利用 LM324 集成芯片調(diào)整輸出電壓幅值。4. 通過單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在實(shí)驗(yàn)中，給出連續(xù)變化的力矩參量，使系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)的力矩參量的檢測(cè)并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。5. 分析、計(jì)算、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 采用相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理