传感器 校准:传感器校准

2021/11/07 17:05 · 传感器知识资讯 ·  · 传感器 校准:传感器校准已关闭评论
摘要:

传感器校准:传感器校准传感器和测量仪器必须定期校准,因为其功能及其测量不确定性会随着频繁应用、老化和环境因素而改变。校准使用的仪器可溯源到国家校准参考基准,并满足统一的国际质量控制标准。校准证书记录校准值和校准条件。传感器和测量仪器必须定期校准,因为其功能及其测量不确定

传感器 校准:传感器校准  第1张

传感器 校准:传感器校准

传感器和测量仪器必须定期校准,因为其功能及其测量不确定性会随着频繁应用、老化和环境因素而改变。校准使用的仪器可溯源到国家校准参考基准,并满足统一的国际质量控制标准。校准证书记录校准值和校准条件。传感器和测量仪器必须定期校准,因为其功能及其测量不确定性会随着频繁应用、老化和环境因素而改变。校准使用的仪器可溯源到国家校准参考基准,并满足统一的国际质量控制标准。校准证书记录校准值和校准条件。
安全和可靠的测量质量保证体系和产品责任法要求对测量质量特性的所有试验仪器进行系统监测。这是确保测量和试验结果可靠和高质量控制的唯一途径。所有传感器和电子测量仪器都具有一定的测量不确定性。由于这些偏差会随时间而变化,试验仪器必须定期校准。
校准过程中需要确定被测值与校准基准参考值的偏差。校准的结果或是将实际测量值作为示数或建立修正系数。所需相关信息记录在校准证书中。
校准过程中传感器受到被测物理量如力或力矩的作用,记录传感器相应的输出变量。因为同时用可溯源校准基准测量,载荷的幅值精确可知。根据所采用的方法不同,可在整个量程或分量程以下列不同方式校准传感器。
单点校准
连续式校准或
多点阶梯式校准
奇石乐可提供下述校准选项:
传感器设备可送到上海技术中心
客户现场校准
用于内部校准的校准设备
传感器 校准:传感器校准  第2张

传感器 校准:传感器的标定与校准?

谁能介绍下(压力)传感器的标定与校准吗?
比如:
1“标定与校准的区别?”
2“校准与补偿的区别?”
3 为什么要把标定曲线拟合为直线? 我的想法是,即使标定出来的输入输出曲线明显不是直线也不要紧。 我只要得到确切的输入输出关系就行。 到时候采集卡得到任一测量值(电压值)后,我可以查表(输入输出关系表或输入输出关系曲线)得到相应的准确的物理量。为什么设计传感器时一定要求传感器的理论输入输出关系是线性关系?难道输入输出关系是三次曲线就不行了吗? 只要设计和标定过程中传感器的输入输出有一对一的确定关系就行。
4 怎么确定输出和输入之间的反求关系? 比如压力传感器
厂家一般会说:量程0-1MPa,输出电压0-5V。这种情况下反求关系很明确,我只需要在采集程序里确定
输入0-1MP啊,输出0-5V,这种标定方式叫做理论直线法。可是书上说最常用的标定方法是最小二乘法,运用最小二乘法的话,标定曲线(或者叫拟合曲线)一般不经过原点,具有 的形式。这样的话,传感器的厂家可能就会标注:输入0-1MPa,输出0.2-4.9V。是不是怪怪的? 总结一下,问题在于:传感器厂家给出的数据(输入0-1MPa,输出0-5V)具有理论直线法的形式,然而书上说最合适最精确的是最小二乘法直线。
5 传感器放置两年后重新使用,进行校准。若发现拟合曲线严重偏离初始的拟合曲线,此时是应该弃用此传感器还是在y=a*x+b上下功夫? 毕竟无论拟合曲线漂移得多么严重,只要输入和输出有一一对应的关系,我就可以在测量软件里利用输出反求输入(或查表,或用y=a*x+b函数)
上面这些问题困惑我很长时间了,希望有专业人士能答疑解惑! 非常感谢!
先回答你前2个问题。标定是指依据国家或者国际认可的标准计量器具对传感器进行测量,校正;校准是指依据相关校准规程对传感器进行测量,校正;补偿是指没有相关校准规程,自行制定一套标准对传感器进行测量,校准。可以简单地认为:标定是按照国标或者更高的标准检验传感器,校准是按照企标检验传感器,补偿则是自己制定检验标准。只不过我们现场交流中很少会严格区分这三者的关系,意思表达清楚就可以了。
传感器标定是什么意思?传感器在出厂前和出厂使用一段时间后,都必须按有关技术条令的规定,用实验的方法,找出其输入和输出的关系,即确定或验证输出和输入之间的换算关系及性能指标。此项工作出厂前成为标定,而使用过一点时间过后成为校验。
对于不同的情况,不同的要求以及不用的传感器,类似称重传感器以及加速度传感器等等,有着不同种类的标定,而按照传感器的输入量随时间变化的情况,可以分为静态标定和动态标定。如果传感器的输入信号不随时间的变化时的标定称为静态标定,静态标定的目的是确定传感器的静态特性指标,类似线性度灵敏度滞后和重复性等,又是时候像称重传感器根据需要也要对横向灵敏度温度响应和环境影响等进行标定。如果传感器输入信号随时间的变化而变化时的标定称为动态标定,动态标定的目的是确定传感器的动态特性指标,如时间常数,固有频率和阻尼比等。
称重传感器的标定输了静态标定外,有的还是需要某种形式的动态标定,类似称重传感器的话标定需要解决的是首先要获得一个让人满意的周期或阶跃的压力源,其次是可靠的确定压力源所产生的真实的压力和时间的关系。这样一来不难看出称重传感器也分为一个动态和静态。一般称重传感器的标定方法分为了两种,稳态的压力源和非稳态的压力源,也就是动态的压力标定和惊涛的压力标定。称重传感器的标定表达出来的有量程荷重多少以及动态称重的荷重和时间的具体关系影响。
传感器的标定应该是很严格的是事情,这个传感器出场使用后的关系很大。所以针对不同的传感器需要不用标定方法,称重传感器和加速度传感器就是有明显的不同,加速度传感器的标定分为绝对标定法和比较标定法。于是不同的标定有着传感器自身的重要意义。
我举个例子吧,比如湿敏电容传感器测量湿度。没注意看题主问题,压力传感器也是一样的。
1-2、标定:湿敏电容传感器通过检测电容随湿度变化来测量湿度。根据测量标准湿度(通过国家认证湿度发生器产生),得到电容与标准湿度对应标定曲线,这就是标定。关键点:必须找到标准湿度环境,并且是十分准确的湿度。
校准:湿敏电容传感器使用了一段时间,器件性能下降,即同样的标准湿度对应的电容值发生的偏差,此时就需要校准,重新标定一次,得到新的标定曲线。
补偿:补偿我理解不是校准,比如湿敏电容传感器的电容值还会受到温度的影响,此时就需要对温度进行修正,即温度补偿。比如标定时,标准湿度100ppm对应1pf,测量温度在25℃;但传感器在测量温度为0℃时,标准湿度100ppm对应0.1pf,此时就需要温度补偿,使在0℃的也测到的100ppm。
3、是,可以不用线性。但是如果采用查表或者高次拟合,无法对超出测量范围测量值进行预测,偏差过大。如果是标定曲线是线型的,并且拟合度很好,对于量程外的测量也能有良好的准确度。所以不采用线型拟合时,一定要保证测量范围尽可能在量程内。
4、首先纠正下,拟合曲线时需要一个目标函数,这个目标函数可以是高次函数或者任意函数。一次函数就是所说线性拟合。最理想的目标函数式能够从理论上推导出的待测量与传感器测量之间的关系,湿敏电容传感器的电容和湿度公式。但往往这个公式很复杂,所以大家都用了高次拟合。
你说的这个其实就是一次拟合,而且只用到了首位两个点即(0,0)和(1,5)你在得到这个拟合曲线的时候其实用了最简单的最小二乘法,因为只有两个点。但是你无法保证中间点的关系。比如0.5MP对应的不是2.5,而是2.6,0.8对应的是4.2,而不是4,那么你这么拟合公式误差就很大。
最小二乘法可以尽可能使这条曲线尽可能在整个范围的误差减到最小,它可以将多组数据进行考虑,使所有差值的最小平方和最小,来保证误差最小。
5、如果传感器使用时间长了,发现拟合曲线发生严重偏离。首先应该考虑传感器主要感应器件是否损坏,虽然通过重新拟合可以得到对应关系。但是如果器件损坏,你无法保证还是否正常,也许你这次校准完了,没过多久又不行了。同一批次出厂的或者说原理和参数差不多传感器标定曲线应该差不多,至少从变化趋势是一样的,但如果出现了趋势大变化,肯定是器件损坏了,此时再校准也没有意义,应该赶紧更换或者维修。
粉尘特性:煤粉、滑石粉、亚利桑那粉
检测浓度范围:0~100或0~1000mg/m3
示值误差:均匀性≤5%
稳定性:≤10%
测试尺寸:测试断面直径800mm
循环装置:使用材质:304不锈钢
工作电压:输入电压220V
(1)多路标准粒子发雾通道,流量可调(可混合出不同比例的气溶胶浓度以满足不同要求);
(2)增加了流量指示,在使用中更方便和精确得调节流量及粒子浓度;
(3)雾化装置用洁净干燥气源并经干燥器干燥和空气过滤器过滤而成,提高了混合干燥的效果。
(4)发生浓度可调的、稳定的气溶胶;
(5)由3路标准粒子雾化头组成,可发生3个不同粒子的标准粒子或同时切换3种不同浓度的气溶胶;
(6)配置有特殊雾化头,充分雾化粒子稀释液,合理的气路保证雾化的液滴细小均匀;
(7)所配混合干燥器能够保证雾化的液滴与干燥空气充分混合。
具体定制参数可来电咨询。一键化启动,数据报告一键打印。
传感器 校准:传感器校准  第3张

传感器 校准:常用的加速度传感器的标定方法总结

  今天,在介绍传感器的具体标定方法中,以一个典型传感器——加速度传感器的标定为例,详细像大家介绍几种常用的标定方法。
加速度传感器的标定
  1.重力场法
  对具有零频响应的加速度计,可用地球静态重力场法进行标定,校准装置如图所示。地球重力场法也是一种绝对校准法,具有较高的精度。
静态地球重力场校准法
  被校传感器安装到台面上,台面可绕中心轴旋转,传感器灵敏轴也随之旋转。当传感器转至任一角度时
  
  此方法使用中须注意:
  ①该方法原则上属于静态绝对校准,仅适用于具有零频响应的加速度计(如伺服式、压阻式、应变式和张丝式)的校准。
  ②装置必须具有良好的隔振基础,旋转轴应严格保持水平位置,否则精度将受到影响。
  2.转台式重力场标定法
  零频法校准属静态校准。将零频校准装置适当改进,即让台面以一定频率匀速旋转,则构成低频重力场标定台。当台面旋转时,加速度传感器敏感元件受-1?+1g的交变加速度,记录下不同频率下加速度传感器的输出值,即可求出它们的动态灵敏度。
  此方法仅适用于低频。
  3.比较法
  比较法是传感器校准最常用的方法。它具有原理简单、操作方便、对设备要求不高等一系列优点,所以应用十分广泛。
  1)比较法工作原理
  两只加速度传感器背靠背地安装在一起(或安装在一刚性支架上),其中一只为参考标准加速度传感器,它的灵敏度和全部技术性能是已知的;另一只为被校传感器,用同样的加速度激励它们,则它们的输出分别是:
  以上原理同样适用于校准速度传感器和位移传感器。
  2)标准加速度传感器
  在比较校准中,标准传感器是最关键的环节。它的质量好坏对校准结果有十分重要的影响。因此,需对标准传感器提出一定的要求或规定。我国已发布了标准压电加速度计检定规程。从其在比较法中起着传递量值的振动基准的作用来看,它应满足如下要求:
  ①灵敏度高,用激光法或互易法校准,校准精度优于0.5%。
  ②灵敏度应具有长期稳定性,即在检定周期内应无明显变化,要髙于校准精度1倍。
  ③横向灵敏度比不大于3%。
  ④线性度要高。
  ⑤非振动环境灵敏度要低,如温度响应、磁灵敏度、基座应变灵敏度、瞬变温度灵敏度应尽量低。
  标准加速度传感器全部是压电式的,如美国2270型、丹麦8305型、国产SHQ-16型和YD44型等。
  下图示出了两种标准加速度传感器的外形图,美国2270型标准加速度计的换能元件系采用高稳定度的硬性压电陶瓷材料;丹麦BK公司8305型标准加速度传感器及其他型号的标准电压加速度传感器都采用石英晶体为换能元件。标准加速度传感器用激光干涉法进行绝对校准时,测量镜必须粘贴在传感器顶部的安装面上,否则会引入误差。
 
当用标准加速度传感器进行比较法校准时,需注意被校传感器自重对校准结果的影响。负载对灵敏度的影响如图7-4所示。
负载对传感器灵敏度的影响
当负载较小时,即m2=0时,得
做比较校准时,标准传感器上附有质量m2,故有
  由式(7-10)可见,由于增加了m2,使标准传感器固有频率下降。图7-5为不同载荷下某标准压电加速度传感器的频响曲线。
  由图7-5可见,质量负载将影响标准传感器的高频响应。
  3)比较法校准方法
  比较法原理简单,但试验方法很多。现介绍几种典型方法。
  ?电压比测量法
  电压比测量法校准系统框图如图7-6所示。这是一种简单而常用的方法。图7-6中,两只被激励的传感器背靠背安装在一起,其中下面的为参考标准加速度传感器,上面是被测传感器。用振动台激励传感器,信号经电荷放大器进入阻抗变换,适调放大后接入转换开关,之后分别通入一只电压表。
  具体标定方法是,首先将转换开关置于K1,电荷放大器灵敏度适调开关置于标准传感器灵敏度位置,增益为1V/g档。在一定频率下(通常为160Hz)激励振动台,观察电压表输出,并调整信号源激励信号幅度,使电压表指示为一整数值(如峰值1V)。此时,电压表指示的值即为台面振动加速度。
  将开关k1置于K2,此时,被校传感器与电压表接通,通过调整电荷放大器增益与适调电位器旋钮,使电压表指示与标准传感器相一致(注意增益档位置)。此时,如电压表输出为1V(峰值),电荷放大器增益为1V/g档,电荷放大器灵敏度适调旋钮指示为13.2pC,那么,该被标定传感器的灵敏度即是13.2pC/g。
  同理,用此方法也可标定其他类型传感器。标定中,标准通道的作用是控制振动台的激励加速度,使之为定值。这样,只要测出被测通道的输出,则求出了被校传感器的灵敏度。工程上,常将传感器连同信号适调器一起标定。
  
  这种方法的优点是操作简单、工作效率高,只要调好分压比,立刻可知被校传感器灵敏度,还消除了仪表档差、表头非线性及读数误差,具有较高精度。
  ?检流计法
  检流计法原理与电位计法基本相同,所不同的是两传感器的输出经变换放大后,经检波器整流变成直流进行比较。目前,已有厂家生产用于比较法校准的专用仪器DAD-1多功能交直流变换器和双通道数字式对数电压表。其比较法校准试验如图7-8所示。
  该装置是我国压电加速度传感器频响校验标准装置,自然也可用于传感器灵敏度的标定试验。
  ?自动比较校准系统
  目前,微型计算机技术的普及使传感器校准向自动化、智能化的方向发展。图7-9所示为一种压电加速度传感器自动化校准系统。
  在该系统中,标准加速度计与被校加速度传感器“背靠背”地安装在振动台上。受激励后,标准传感器的输出分为两路:一路用于反馈回振动台控制系统,控制振动台台面加速度使之保持恒定;另一路与被校准传感器的信号一道被送入计算机。
  
  振动台的频率信号也同时输入计算机。经数据处理后,计算机通过打印机接口电路,驱动打印机自动打印出被校传感器的灵敏度、频率响应、谐振频率等。

传感器 校准:电导率传感器

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