傳感器的標(biāo)定

任何一種傳感器在裝配完后都必須按設(shè)計指標(biāo)進(jìn)行全面嚴(yán)格的性能鑒定。使用一段時間后（中國計量法規(guī)定一般為一年）或經(jīng)過修理，也必須對主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)試驗，以便確保傳感器的各項性能指標(biāo)達(dá)到要求。

傳感器標(biāo)定就是利用精度高一級的標(biāo)準(zhǔn)器具對傳感器進(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應(yīng)關(guān)系。同時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。我國由國家計量局、中國計量科學(xué)研究院和部、省、市計量部門以及一些企業(yè)的計量站進(jìn)行制定和實施。國家計量局（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、溫度等一系列計量器具規(guī)程，并于85年9月公布了“中華人民共和國計量法”。

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)的也可以是動態(tài)的。因此傳感器的標(biāo)定有靜態(tài)和動態(tài)標(biāo)定二種。
　
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1.傳感器的靜態(tài)標(biāo)定
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主要用于檢驗測試傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)，如線性度、靈敏度、滯后和重復(fù)性等。

根據(jù)傳感器的功能，靜態(tài)標(biāo)定首先需要建立靜 態(tài)標(biāo)定系統(tǒng)，其次要選擇與被標(biāo)定傳感器的精度相適應(yīng)的一定等級的標(biāo)定用儀器設(shè)備。例：如圖為應(yīng)變式測力傳感器靜態(tài)標(biāo)定設(shè)備系統(tǒng)框圖。

測力機(jī)用來產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)力，高精度穩(wěn)壓電源經(jīng)精密電阻箱衰減后向傳感器提供穩(wěn)定的電源電壓，其值由數(shù)字電壓表讀取，傳感器的輸出由高精度數(shù)字電壓表讀出。

圖1.1 應(yīng)變式測力傳感器靜態(tài)標(biāo)定系統(tǒng)

由上述系統(tǒng)可知，傳感器的靜態(tài)指標(biāo)系統(tǒng)一般由以下幾部分組成：
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1.被測物理量標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生器，如測力機(jī)。?

2.被測物理量標(biāo)準(zhǔn)測試系統(tǒng)。如標(biāo)準(zhǔn)力傳感器、壓力傳感器、標(biāo)準(zhǔn)長度——量規(guī)等。

3.被標(biāo)定傳感器所配接的信號調(diào)節(jié)器和顯示、記錄器等。所配接的儀器精度應(yīng)是已知的，也作為標(biāo)準(zhǔn)測試設(shè)備。

各種傳感器的標(biāo)定方法不同，常用力、壓力、位移傳感器標(biāo)定。

具體標(biāo)定步驟如下：

（1）將傳感器測量范圍分成若干等間距點；

（2）根據(jù)傳感器量程分點情況，輸入量由小到大逐漸變化，并記錄各輸入輸出值；

（3）再將輸入值由大到小漫漫減少，同時記錄各輸入輸出值；

（4）重復(fù)上述兩步，對傳感器進(jìn)行正反行程多次重復(fù)測量，將得到的測量數(shù)據(jù)用表格列出或繪制曲線；

（5）進(jìn)行測量數(shù)據(jù)處理，根據(jù)處理結(jié)果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)。
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2.傳感器的動態(tài)標(biāo)定

一些傳感器除了靜態(tài)特性必須滿足要求外，其動態(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)行動態(tài)標(biāo)定，以便確定它們的動態(tài)靈敏度、固有頻率和頻響范圍等。

傳感器進(jìn)行動態(tài)標(biāo)定時，需有一標(biāo)準(zhǔn)信號對它激勵，常用的標(biāo)準(zhǔn)信號有二類：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)信號激勵后得到傳感器的輸出信號，經(jīng)分析計算、數(shù)據(jù)處理、便可決定其頻率特性，即幅頻特性、阻尼和動態(tài)靈敏度等。
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本章知識點
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傳感器的數(shù)學(xué)模型；靜態(tài)性能指標(biāo)：線性度、回差、重復(fù)性、靈敏度、分辨力和精度等；動態(tài)性能指標(biāo)及典型環(huán)節(jié)的研究；傳感器的標(biāo)定。