實驗一靜態(tài)壓力校準(zhǔn)實驗

1、實驗一 靜態(tài)壓力校準(zhǔn)實驗一.實驗?zāi)康?學(xué)習(xí)壓力儀表靜態(tài)校準(zhǔn)方法二.實驗內(nèi)容 使用活塞壓力計校準(zhǔn)彈簧管壓力計三.實驗設(shè)備 1、YU-60活塞壓力計2、標(biāo)準(zhǔn)表3、彈簧壓力計四.實驗原理一.壓力儀表的靜態(tài)校準(zhǔn)方法 壓力檢測儀表的靜態(tài)校準(zhǔn)在靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下（溫度20±5，濕度80%，大氣壓力為760±80mmHg，且無振動沖擊的環(huán)境）進行，采用一定標(biāo)準(zhǔn)等級的校準(zhǔn)裝置，對儀表重復(fù)進行不少于三次的全量程逐級加載和卸載測試，并將儀表輸出量與輸入的標(biāo)準(zhǔn)量做比較，獲得各次校準(zhǔn)數(shù)據(jù)或曲線。一般在被校表的測量范圍內(nèi)，均勻的選擇至少5個以上的校驗點，其中包括量程起始點和終點。 靜態(tài)校準(zhǔn)方法有標(biāo)準(zhǔn)壓力

2、法與標(biāo)準(zhǔn)表法兩種。標(biāo)準(zhǔn)壓力法是將被校表的示值與標(biāo)準(zhǔn)壓力值比較，主要用于校驗0.25級以上的精密壓力表，亦可用于校驗各種工業(yè)用壓力表。標(biāo)準(zhǔn)壓力法校準(zhǔn)進度高，但比較費力、費時。標(biāo)準(zhǔn)表法則是在相同壓力條件下將被校表與標(biāo)準(zhǔn)表的示值進行比較，標(biāo)準(zhǔn)表的允許絕對誤差應(yīng)小于被校表允許絕對誤差的1/31/5，這樣可忽略標(biāo)準(zhǔn)表的誤差，將其示值作為真實壓力。標(biāo)準(zhǔn)表校驗法比較快捷方便，所以實驗校驗中應(yīng)用較多。二.校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理方法即壓力儀表靜態(tài)特性的計算1.測量范圍 每個用于測量的檢測儀表都有其確定的測量范圍，它是檢測儀表按規(guī)定的精度對被測變量進行測量的允許的范圍。測量范圍的最小值和最大值分別為測量上限和測量上限，簡稱

3、下限和上限。量程可以用來表示其測量范圍的大小，用其測量上限值與下限值的代數(shù)差來表示，即 量程=|測量上限值-測量下限值|2.精度等級 工業(yè)檢測儀表系統(tǒng)常以最大引用誤差最為判斷精度等級的尺度。3.靈敏度 靈敏度是指測量系統(tǒng)在靜態(tài)測量時，輸出量的增量與輸入量的增量之比，即 對線性測量系統(tǒng)來說，靈敏度為 亦即線性測量系統(tǒng)的靈敏度是常數(shù)，可由靜態(tài)特性曲線（直線）的斜率來求得，如圖1-1（a）所示。式中，my、mx為y軸和x軸的比例尺，為相應(yīng)點切線與x軸間的夾角。非線性測量系統(tǒng)的靈敏度是變化的，如圖1-1（b）所示。圖1-1靈敏度的量綱是輸出量的量綱和輸入量的量綱之比。4.線性度 線性度通常也稱為非線性

4、度。理想的測量系統(tǒng)，其靜態(tài)特性曲線是一條直線。但實際測量系統(tǒng)的輸入與輸出曲線并不是一條理想的直線。線性度就是反映測量系統(tǒng)實際輸出、輸入關(guān)系曲線與據(jù)此擬合的理想直線偏離程度。通常用最大非線性引用誤差來表示。即式中，為線性度；為校準(zhǔn)曲線與擬合直線之間的最大偏差；為以擬合直線方程計算得到的滿量程輸出值。由于最大偏差是以擬合直線為基準(zhǔn)計算的，因此擬合直線確定的方法不同，則不同測量系統(tǒng)線性度也不同。所以，在表示線性度時應(yīng)注意要同時說明具體采用的擬合方法。選擇擬合直線，通常以全量程多數(shù)測量點的非線性誤差都相對較小的為佳。常用的擬合直線方法有理論直線法、端基線法 和最小二乘法等，與之相對應(yīng)的即是理論線性度、

5、端基線性度和最小二乘法線性度等。實際工程中多采用理論線性度和最小二乘法線性度。5.遲滯遲滯，又稱滯環(huán)，它說明傳感器或檢測系統(tǒng)的正向（輸入量增大）和反向（輸入量減少）輸入時輸出特性的不一致程度，亦即對應(yīng)于同一大小的輸入信號，傳感器或檢測系統(tǒng)在正、反行程時的輸出信號的數(shù)值不相等，見圖1-2所示。圖2.遲滯性遲滯誤差通常用最大遲滯引用誤差來表示，即式中，為最大遲滯引用誤差；為（輸入量相同時）正反行程輸出之間的最大絕對偏差；為測量系統(tǒng)滿量程值。在多次重復(fù)測量時，應(yīng)以正反程輸出量平均值間的最大遲滯差值來計算。遲滯誤差通常是由于彈性元件、磁性元件以及摩擦、間隙等原因所引起的，一般需通過具體實測才能確定。6

6、.重復(fù)性 重復(fù)性表示檢測系統(tǒng)或傳感器在輸入量按同一方向（同為正行程或同為反行程）作全量程連續(xù)多次變動時所得特性曲線的不一致程度，如圖1-3所示。圖1-3 檢測系統(tǒng)重復(fù)性示意圖特性曲線一致性好，重復(fù)性就好，誤差也小。重復(fù)性誤差是屬于隨機誤差性質(zhì)的，測量數(shù)據(jù)的離散程度是與隨機誤差的精密度相關(guān)的，因此 應(yīng)該根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差來計算重復(fù)性指標(biāo)。重復(fù)性誤差可按下式計算：式中，為重復(fù)性誤差，Z為置信系數(shù)，對正態(tài)分布，當(dāng)Z取2時，置信概率為95%，Z取3時，概率為99.73%；對測量點和樣本數(shù)較少時，可按t分布表選取所需置信概率所對應(yīng)的置信系數(shù)。為正、反向各測量點標(biāo)準(zhǔn)偏差的最大值；為測量系統(tǒng)滿量程值。7.分辨力能

7、引起輸出量發(fā)生變化時輸入量的最小變化量稱為檢測系統(tǒng)的分辨力。例如，線繞電位器的電刷在同一匝導(dǎo)線上滑動時，其輸出電阻值不發(fā)生變化，因此能引起線繞電位器輸出電阻值發(fā)生變化的（電刷）最小位移為電位器所用的導(dǎo)線直徑，導(dǎo)線直徑越細，其分辨力就愈高。許多測量系統(tǒng)在全量程范圍內(nèi)各測 量點的分辨力并不相同，為統(tǒng)一，常用全量程中能引起輸出變化的各點最小輸入量中的最大值相對滿量程輸出值的百分?jǐn)?shù)來表示系統(tǒng)的分辨力。即8.死區(qū) 死區(qū)又叫失靈區(qū)、鈍感區(qū)、閾值等，它指檢測系統(tǒng)在量程零點（或起始點）處能引起輸出量發(fā)生變化的最小輸入量。通常均希望減小失靈區(qū)，對數(shù)字儀表來 說失靈區(qū)應(yīng)小于數(shù)字儀表最低位的二分之一。五.實驗步驟1

8、.向YU-60活塞壓力計進油；2.轉(zhuǎn)動手輪，加壓到一定值，讀取標(biāo)準(zhǔn)表與被校表的數(shù)值并記錄，繼續(xù)轉(zhuǎn)動手輪加壓到幾個定值，讀取并記錄；3.反方向轉(zhuǎn)動手輪，開始減壓，到一定值，讀取標(biāo)準(zhǔn)表與被校表的數(shù)值并記錄，繼續(xù)轉(zhuǎn)動手輪減壓到幾個定值，讀取并記錄；4.重復(fù)2,3步三次，記錄三組數(shù)據(jù)，并處理數(shù)據(jù)得出儀表靜態(tài)特性。六、數(shù)據(jù)記錄處理與分析1、數(shù)據(jù)記錄選取0.1、0.3、0.5、0。7、0.9MPa五個點，測量壓力值。通過標(biāo)準(zhǔn)表來讀取壓力值，然后在讀取被校表上的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)記錄如表1-1：0.1MPa0.3MPa0.5MPa0.7MPa0.9MPa第一次升程(MPa)0.0750.280.490.680.85

9、回程(MPa)0.0800.290.480.680.87第二次升程(MPa)0.0800.280.480.680.87回程(MPa)0.0750.280.480.680.87第三次升程(MPa)0.0750.280.480.680.87回程(MPa)0.0750.280.480.680.87均值(MPa)0.07670.28170.48170.680.8667表1-1 實驗一記錄數(shù)據(jù)2、數(shù)據(jù)分析（1）測量范圍由（1-1）式可知，測量范圍即量程為1MPa。（2）精度等級由公式可知，。故精度等級為5.0級。（3）靈敏度曲線圖如圖1-5所示。圖1-5 被校表測量值與標(biāo)準(zhǔn)值曲線圖經(jīng)過擬合，可得曲線方程為：。式中為被校表的測量值，為標(biāo)準(zhǔn)表測量值。由此可知，被校表的靈敏度為0.9892。（4）線性度將原曲線和擬合曲線做差可知，絕對誤差最大值=0.006003MPa，擬合直線中滿量程輸出值=0.9719，故根據(jù)公式（1-5）可知，線性度為：（5）遲滯由數(shù)據(jù)可知，正反行程輸出之間的最大絕對偏差=0.02MPa，故根據(jù)公式（1-6）可知，遲滯為：