第10章 传感器选用与标定（课件）- 《传感器与检测技术》同步教学（清华大学）

第10章 传感器选用与标定 10.1 传感器选用 10.2 传感器标定 1 传感器的选用原则 （1）根据传感器的特性选择传感器 传感器的静态特性 传感器的动态特性 （2）根据用途来选择传感器 根据测量对象与测量环境确定传感器的类型 灵敏度的选择 频率响应特性 线性范围 稳定性 精度 2 传感器的标定 传感器标定是通过试验建立传感器输入量与输出量之间的关系，即求取传感器的输出特性曲线(又称标定曲线)。由于传感器在制造上的误差，即使仪器相同，其标定曲线也不尽相同，因此传感器必须在使用前或定期进行标定。 2 传感器的标定 标定的基本方法是利用标准设备或装置产生已知的非电量(如标准力、压力、位移等)，作为输入量输入到待标定的传感器中，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。一般传感器的标定由以下三部分组成： ⑴被测量的标准发生器，如恒温源、测力机等； ⑵被测量的标准测试系统，如标准压力传感器、标准力传感器、标准温度计、高精度位移计等； ⑶待标定传感器所配接的信号调节器、显示器等，其精度是已知的。 2 传感器的标定 传感器的标定分为静态标定和动态标定两种。 静态标定是指没有加速度、振动、冲击(除非这些参数本身就是被测物理量)及环境温度（一般为室温(205℃)，相对湿度不大于85%），大气压力为标准大气压的情况。静态标定的目的是确定传感器静态特性指标，如线性度、灵敏度、滞后和重复性等 2 传感器的标定 传感器的动态标定主要是用于检验传感器的动态响应，而与动态响应有关的参数，一阶传感器为时间常数；二阶传感器则有固有频率和阻尼比两个参数。 动态标定的目的是确定传感器的动态特性参数，如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等，有时根据需要也对温度响应、环境影响等进行标定。 3 实验案例 传感器的选用： 超音速火焰喷涂(High Velocity Oxygen Fuel，HVOF)系统 HVOF控制系统是保证火焰喷涂工艺的关键环节之一，其主要功能是在HVOF生产过程中，控制整个喷涂过程，同时还可以通过控制燃料与氧气来调节焰流的速度和温度，从而实现对喷涂粉末的加热和加速控制，达到满足不同性能材料的喷涂要求，最终喷涂出满足简单或者极端条件应用需求的涂层。 3 实验案例 图10-1 超音速火焰喷涂系统及传感器组成 3 实验案例 传感器的标定 1. 压力传感器的静态标定 图10-2 压力传感器静态标定示意图 3 实验案例 传感器的标定 2. 压力传感器的动态标定 图10-3 激波管标定系统示意图 小结 选择传感器应该考虑项目的各种各样的要求，但是未必要满足项目所有的要求。应根据传感器实际使用目的、指标、环境条件和成本，从不同的侧重点，优先考虑最重要的几个条件即可。 为使用的需要，传感器需要进行标定。传感器的标定分为静态标定和动态标定2种，静态标定的目的是确定传感器静态性能指标；动态标定是确定传感器动态性能指标。 � 煤油供给系统 氧气供给系统 点火系统 水冷系统 送粉系统 喷枪 送粉嘴 出水口 液位传感器 压力传感器1 压力传感器2 流量传感器 压力传感器3 压力传感器4 温度传感器 控制台 � 活塞式压力计 压力P/电压U 24VDC供电电源 接精密电压表 � � 激波管 高压室 膜片 低压室 传感器 S1 S2 S3 S4 阀门 放大器 放大器 限幅器 限幅器 计数器 放大器 放大器 记忆示波器 频谱仪 气源 $$