任何一種壓力傳感器在裝配完后都必須按設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行全面嚴(yán)格的性能鑒定。使用一段時(shí)間后（中國計(jì)量法規(guī)定一般為一年）或經(jīng)過修理，也必須對(duì)主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)試驗(yàn)，以便確保傳感器的各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到要求。壓力傳感器標(biāo)定就是利用精度高一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)器具對(duì)傳感器進(jìn)行定度的過程，從而確立傳感器輸出量和輸入量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。同時(shí)也確定不同使用條件下的誤差關(guān)系。為了保證各種被測量量值的一致性和準(zhǔn)確性，很多國家都建立了一系列計(jì)量器具（包括傳感器）檢定的組織、規(guī)程和管理辦法。我國由國家計(jì)量局、中國計(jì)量科學(xué)研究院和部、省、市計(jì)量部門以及一些企業(yè)的計(jì)量站進(jìn)行制定和實(shí)施。國家計(jì)量局（89年后由國家技術(shù)監(jiān)督局）制定和發(fā)布了力值、長度、壓力、溫度等一系列計(jì)量器具規(guī)程，并于85年9月公布了“中華人民共和國計(jì)量法”。

工程測量中傳感器的標(biāo)定，應(yīng)在與其使用條件相似的環(huán)境下進(jìn)行。為獲得高的標(biāo)定精度，應(yīng)將傳感器及其配用的電纜（尤其像電容式、壓電式傳感器等）、放大器等測試系統(tǒng)一起標(biāo)定。根據(jù)系統(tǒng)的用途，輸入可以是靜態(tài)的也可以是動(dòng)態(tài)的。因此傳感器的標(biāo)定有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)標(biāo)定二種。靜態(tài)標(biāo)定的目的是確定傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)，如線性度、靈敏度、滯后和重復(fù)性等。動(dòng)態(tài)標(biāo)定的目的是確定傳感器的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，如頻率響應(yīng)、時(shí)間常數(shù)、固有頻率和阻尼比等。有時(shí)，根據(jù)需要也要對(duì)橫向靈敏度、溫度響應(yīng)、環(huán)境影響等進(jìn)行標(biāo)定。

1 傳感器靜態(tài)特性標(biāo)定

傳感器的靜態(tài)特性是在靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行標(biāo)定的。所謂靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)是指沒有加速度、振動(dòng)、沖擊（除非這些參數(shù)本身就是被測物理量）及環(huán)境溫度一般為室溫（20±5℃）、相對(duì)濕度不大于85％，大氣壓力為101±8kPa的情況。對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定，是根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定傳感器的各項(xiàng)性能指標(biāo)，實(shí)際上也是確定傳感器的測量精度。所以在標(biāo)定傳感器時(shí)，所用的測量儀器的精度至少要比被標(biāo)定的傳感器的精度高一個(gè)等級(jí)。這樣，通過標(biāo)定確定的傳感器的靜態(tài)性能指標(biāo)才是可靠的，所確定的精度才是可信的。對(duì)傳感器進(jìn)行靜態(tài)特性標(biāo)定，首先是創(chuàng)造一個(gè)靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件。其次是選擇與被標(biāo)定傳感器的精度要求相適應(yīng)一定等級(jí)的標(biāo)定用的儀器設(shè)備。然后才能開始對(duì)傳感器進(jìn)行靜態(tài)特性標(biāo)定。

標(biāo)定過程步驟如下：

1）將傳感器全量程（測量范圍）分成若干等間距點(diǎn)；

2）根據(jù)傳感器量程分點(diǎn)情況，由小到大逐漸一點(diǎn)一點(diǎn)的輸入標(biāo)準(zhǔn)量值，并記錄下與個(gè)輸入值相對(duì)應(yīng)的輸出值；

3）將輸入值由大到小一點(diǎn)一點(diǎn)的減少下來，同時(shí)記錄下與各輸入值相對(duì)應(yīng)的輸出值；

4）按（2）、（3）所述過程，對(duì)傳感器進(jìn)行正、反行程往復(fù)循環(huán)多次測試，將得到的輸出－輸入測試數(shù)據(jù)用表格列出或畫成曲線；

5）對(duì)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理，根據(jù)處理結(jié)果就可以確定傳感器的線性度、靈敏度、滯后和重復(fù)性等靜態(tài)特性指標(biāo)。

2 傳感器的動(dòng)態(tài)特性標(biāo)定

一些傳感器除了靜態(tài)特性必須滿足要求外，其動(dòng)態(tài)特性也需要滿足要求。因此在進(jìn)行靜態(tài)校準(zhǔn)和標(biāo)定后還需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定，以便確定它們的動(dòng)態(tài)靈敏度、固有頻率和頻響范圍等。傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定時(shí)，需有一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)對(duì)它激勵(lì)，常用的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)有二類：一是周期函數(shù)，如正弦波等；另一是瞬變函數(shù)，如階躍波等。用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)激勵(lì)后得到傳感器的輸出信號(hào)，經(jīng)分析計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、便可決定其頻率特性，即幅頻特性、阻尼和動(dòng)態(tài)靈敏度等。動(dòng)態(tài)標(biāo)定要解決兩個(gè)問題：①要獲得一個(gè)令人滿意的周期或階躍的壓力源；②要可靠地確定上述壓力源所產(chǎn)生的真實(shí)的壓力－時(shí)間關(guān)系。

動(dòng)態(tài)壓力源的分類如下：

1）穩(wěn)態(tài)周期性壓力源  活塞與缸筒；凸輪控制噴嘴；聲諧振器；驗(yàn)音盤等。

2）非穩(wěn)態(tài)壓力源  快速卸荷閥；脈沖膜片；閉式爆炸器；激波管等。

2.1 穩(wěn)態(tài)標(biāo)定法

常見的活塞和缸筒裝置就是一種簡單的穩(wěn)態(tài)周期性校準(zhǔn)壓力源。如果活塞行程固定不變，壓力振幅可通過調(diào)整缸筒體積來改變，它可以獲得70kg/cm2的峰值壓力，而頻率可達(dá)到100Hz。上述常用的穩(wěn)態(tài)標(biāo)定法只提供了可變的壓力源，它們本身沒有提供確定數(shù)值或時(shí)間特性的方法。但這些方特別適用于將未知特性的傳感器與已知特性的傳感器進(jìn)行比較。

2.2 非穩(wěn)態(tài)標(biāo)定法

采用穩(wěn)態(tài)周期性壓力源來確定壓力傳感器的動(dòng)態(tài)特性時(shí)，往往受到所能產(chǎn)生的振幅和頻率的限制。高的振幅和穩(wěn)態(tài)頻率很難同時(shí)獲得。為此，在較高振幅范圍內(nèi)，為了確定壓力傳感器的高頻響應(yīng)特性，必須借助于階躍函數(shù)理論?？刹捎酶鞣N方法來產(chǎn)生所需要的脈沖。最簡單的一種方法是在液壓源與傳感器之間適用一個(gè)快速卸荷閥，從0上升到90％FS的時(shí)間為10ms。采用脈沖膜片也可獲得階躍壓力。用薄塑料膜片或塑料薄板把兩個(gè)空腔隔開，由撞針或尖刀使膜片產(chǎn)生機(jī)械損壞。由此發(fā)現(xiàn)，降壓而不是升壓，可以產(chǎn)生一個(gè)更接近理想的階躍函數(shù)。降壓時(shí)間約為0.25ms。還有一種階躍函數(shù)壓力源是閉式爆炸器。在該爆炸器中，它的壓力發(fā)生躍變，例如烈性硝甘炸藥雷管發(fā)生爆炸。通過有效體積來控制峰值壓力?？梢缘玫皆?.3ms內(nèi)的壓力階躍高達(dá)54kg/cm2。激波管的結(jié)構(gòu)十分簡單，它是一根兩端封閉的長管，用膜片分成兩個(gè)獨(dú)立空腔。它能產(chǎn)生非常接近的瞬態(tài)“標(biāo)準(zhǔn)”壓力，具有壓力幅度范圍寬、頻率范圍廣、便于分析研究和數(shù)據(jù)處理等特點(diǎn)，因而是目前壓力傳感器動(dòng)態(tài)標(biāo)定的最常用方法。

3 幾種常用的壓力傳感器標(biāo)定檢驗(yàn)系統(tǒng)

3.1 全自動(dòng)壓力計(jì)智能標(biāo)定系統(tǒng)

全自動(dòng)壓力計(jì)智能標(biāo)定系統(tǒng)是上海某單位生產(chǎn)的設(shè)備，它的關(guān)鍵技術(shù)是砝碼搬運(yùn)子系統(tǒng)。它通過計(jì)算機(jī)控制伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)砝碼上下移動(dòng)，完成砝碼的加卸工作，從而實(shí)現(xiàn)了砝碼搬運(yùn)過程的自動(dòng)化。系統(tǒng)主要組成部分包括砝碼搬運(yùn)、壓力生成系統(tǒng)、控制臺(tái)、恒溫箱、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)采集控制、激光打印機(jī)和供電系統(tǒng)等。標(biāo)定參數(shù)通過計(jì)算機(jī)軟件人機(jī)界面設(shè)定后，由標(biāo)定軟件自動(dòng)完成標(biāo)定工作。標(biāo)定全部數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后由打印機(jī)輸出。

主要技術(shù)指標(biāo)  壓力精度等級(jí)：0.02級(jí)；壓力測量范圍：1-60MPa，步長1MPa；砝碼預(yù)置時(shí)間：≤10s/6MPa；通訊端口：10個(gè)（其中4個(gè)同時(shí)提供壓力計(jì)電源）；可同時(shí)標(biāo)定1-4支壓力計(jì)；提供標(biāo)準(zhǔn)直流電源：0-24V DC，100mA（四組可調(diào)）。

3.2 全自動(dòng)壓力計(jì)檢定裝置

全自動(dòng)壓力計(jì)檢定裝置湖北某單位生產(chǎn)的設(shè)備，是由全自動(dòng)活塞壓力計(jì)、全自動(dòng)恒溫裝置、造壓系統(tǒng)及控制部分組成。該儀器可滿足現(xiàn)有各類壓力測試儀的手動(dòng)、半自動(dòng)和全自動(dòng)標(biāo)定；同時(shí)可適用于壓力傳感器的標(biāo)定?？蓪?shí)現(xiàn)預(yù)壓、加壓、恒壓、減壓、卸壓歸零、循環(huán)工作等全過程自動(dòng)化；通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、處理和控制，完成對(duì)壓力、溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。恒溫裝置有油浴、空氣浴等多種規(guī)格可供選擇。

3.3 全自動(dòng)壓力檢定系統(tǒng)

全自動(dòng)壓力檢定系統(tǒng)是杭州某單位生產(chǎn)的設(shè)備，它可以作為企業(yè)計(jì)量室的全自動(dòng)壓力檢定/標(biāo)定裝置（企業(yè)的壓力標(biāo)準(zhǔn)裝置）使用。它由單通道或雙通道的全自動(dòng)壓力校驗(yàn)臺(tái)和校驗(yàn)軟件構(gòu)成。本裝置由變速電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)活塞泵，壓縮水或變壓器油或空氣產(chǎn)生壓力，不需要高壓氣瓶。只能穩(wěn)壓器控制變速電機(jī)進(jìn)行穩(wěn)壓，智能控制器控制變速電機(jī)進(jìn)行加壓或卸壓操作。本裝置內(nèi)置多個(gè)量程的進(jìn)口壓力傳感器，量程壓縮比可達(dá)到8-10倍，在全量程范圍內(nèi)都可以達(dá)到0.1或0.05級(jí)；也可以采用內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)或外接標(biāo)準(zhǔn)，精度可達(dá)0.025級(jí)。本裝置完全按中國的壓力檢定規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)，上行程時(shí)，從下到上向檢定點(diǎn)逼近；下行程時(shí)，從上到下向檢定點(diǎn)逼近。在校量程點(diǎn)的回程時(shí)，先把壓力升高量程的1％，再從上向下逼近。本裝置設(shè)置了過壓保護(hù)，當(dāng)壓力超過所選量程的110％時(shí)，報(bào)警并閉鎖升壓，保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)表和被校準(zhǔn)表的安全。

主要技術(shù)特點(diǎn) 真正的全自動(dòng)壓力校驗(yàn)加壓泵，只要一按啟動(dòng)鍵就能自動(dòng)完成加壓、穩(wěn)壓、數(shù)據(jù)記錄、誤差分析等所有工作；國內(nèi)唯一不采用高壓氣瓶就能提供高壓穩(wěn)定壓力源的全自動(dòng)加壓泵；內(nèi)置壓力傳感器，精度達(dá)0.1級(jí)；采用1臺(tái)雙通道APSL校驗(yàn)臺(tái)，1個(gè)檢定員日檢定儀表50臺(tái)成為現(xiàn)實(shí)；手動(dòng)設(shè)置壓力定值，自動(dòng)加壓。手動(dòng)選擇量程，自動(dòng)根據(jù)所選量程的校驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行上行程和下行程的自動(dòng)加壓?？梢灶A(yù)制10種壓力量程的校驗(yàn)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)校驗(yàn)。具有完整保護(hù)功能，過壓（如果超過量程的110%則會(huì)發(fā)出報(bào)警）、泄漏、傳感器故障等報(bào)警。本文源自澤天傳感，版權(quán)所有轉(zhuǎn)載請保留！