传感器的标定..教学提纲.ppt

《传感器的标定..教学提纲.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《传感器的标定..教学提纲.ppt（41页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、传感器的标定传感器的标定.12 传感器的标定12.1 传感器标定的意义传感器标定的意义12.2 传感器的静态标定传感器的静态标定12.3 传感器的动态标定传感器的动态标定12.1 传感器标定的意义1.1.传感器标定的意义传感器标定的意义传感器标定的意义传感器标定的意义 （1 1）是是是是设设设设计计计计、制制制制造造造造和和和和使使使使用用用用传传传传感感感感器器器器的的的的一一一一个个个个重重重重要要要要环环环环节节节节。任任任任何何何何传传传传感感感感器器器器在在在在制制制制造造造造、装装装装配配配配完完完完毕毕毕毕后后后后都都都都须须须须对对对对设设设设计计计计指指指指标标标标进进进进行

2、行行行标标标标定定定定试试试试验验验验，以以以以保保保保证证证证量量量量值值值值的的的的准准准准确传递。确传递。确传递。确传递。（2 2）对对对对新新新新研研研研制制制制的的的的传传传传感感感感器器器器，须须须须进进进进行行行行标标标标定定定定试试试试验验验验，才才才才能能能能用用用用标标标标定定定定数数数数据据据据进进进进行行行行量量量量值值值值传传传传递递递递，而而而而标标标标定定定定数数数数据又可作为改进传感器设计的重要依据。据又可作为改进传感器设计的重要依据。据又可作为改进传感器设计的重要依据。据又可作为改进传感器设计的重要依据。12.1 传感器标定的意义 （3 3）传传传传感感感感器

3、器器器使使使使用用用用、存存存存储储储储一一一一段段段段时时时时间间间间后后后后，也也也也须须须须对对对对其其其其主主主主要要要要技技技技术术术术指指指指标标标标进进进进行行行行复复复复测测测测，称称称称为为为为校校校校准准准准（校校校校准准准准和和和和标标标标定定定定本本本本质质质质上上上上是是是是一一一一样样样样的的的的），以以以以确确确确保保保保其其其其性性性性能能能能指指指指标标标标达到要求。达到要求。达到要求。达到要求。（4 4）对对对对出出出出现现现现故故故故障障障障的的的的传传传传感感感感器器器器，若若若若经经经经修修修修理理理理还还还还可可可可继继继继续续续续使使使使用用用用，

4、修修修修理理理理后后后后也也也也必必必必须须须须再再再再次次次次进进进进行行行行标标标标定定定定试试试试验验验验，因为它的某些指标可能发生了变化。因为它的某些指标可能发生了变化。因为它的某些指标可能发生了变化。因为它的某些指标可能发生了变化。12.1 传感器标定的意义 2.2.传感器标定的基本方法传感器标定的基本方法传感器标定的基本方法传感器标定的基本方法 将将将将已已已已知知知知的的的的被被被被测测测测量量量量作作作作为为为为待待待待标标标标定定定定传传传传感感感感器器器器的的的的输输输输入入入入，同同同同时时时时用用用用输输输输出出出出量量量量测测测测量量量量环环环环节节节节将将将将待待待

5、待标标标标定定定定传传传传感感感感器器器器的的的的输输输输出出出出信信信信号号号号测测测测量量量量并并并并显显显显示示示示出出出出来来来来（待待待待标标标标定定定定传传传传感感感感器器器器本本本本身身身身包包包包括括括括后后后后续续续续测测测测量量量量电电电电路路路路和和和和显显显显示示示示部部部部分分分分时时时时，标标标标定定定定系系系系统统统统也也也也可可可可不不不不要要要要输输输输出出出出量量量量测测测测量量量量环环环环节节节节）；对对对对所所所所获获获获得得得得的的的的传传传传感感感感器器器器输输输输入入入入量量量量和和和和输输输输出出出出量量量量进进进进行行行行处处处处理理理理和和和

6、和比比比比较较较较，从从从从而而而而得得得得到到到到一一一一系系系系列列列列表表表表征征征征两两两两者者者者对对对对应应应应关关关关系系系系的的的的标标标标定定定定曲曲曲曲线线线线，进进进进而而而而得得得得到到到到传传传传感感感感器性能指标的实测结果。器性能指标的实测结果。器性能指标的实测结果。器性能指标的实测结果。12.1 1 传感器标定的意义3.3.传感器标定的分类传感器标定的分类传感器标定的分类传感器标定的分类 （1 1）根据被测量进行分类）根据被测量进行分类）根据被测量进行分类）根据被测量进行分类 绝绝绝绝对对对对标标标标定定定定法法法法 被被被被测测测测量量量量是是是是由由由由高高高

7、高精精精精度度度度的的的的设设设设备备备备产产产产生生生生并并并并测测测测量量量量其其其其大大大大小小小小的的的的。特特特特点点点点：精精精精度度度度较较较较高高高高，但但但但较较较较复杂。复杂。复杂。复杂。相相相相对对对对标标标标定定定定法法法法或或或或比比比比较较较较标标标标定定定定法法法法 被被被被测测测测量量量量是是是是用用用用根根根根据据据据绝绝绝绝对对对对标标标标定定定定法法法法标标标标定定定定好好好好的的的的标标标标准准准准传传传传感感感感器器器器来来来来测测测测量量量量的的的的。特点：简单易行，但标定精度较低。特点：简单易行，但标定精度较低。特点：简单易行，但标定精度较低。特点

8、：简单易行，但标定精度较低。如图所示如图所示如图所示如图所示。12.1.1 传感器标定的意义 （2 2）根据标定的内容分类）根据标定的内容分类）根据标定的内容分类）根据标定的内容分类 静静静静态态态态标标标标定定定定 确确确确定定定定传传传传感感感感器器器器的的的的静静静静态态态态指指指指标标标标，主主主主要有线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。要有线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。要有线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。要有线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。动动动动态态态态标标标标定定定定 确确确确定定定定传传传传感感感感器器器器的的的的动动动动态态态态指指指指标标标标，主主主主要有时间常数、自然振荡频

9、率和阻尼比等。要有时间常数、自然振荡频率和阻尼比等。要有时间常数、自然振荡频率和阻尼比等。要有时间常数、自然振荡频率和阻尼比等。有有有有时时时时根根根根据据据据需需需需要要要要也也也也对对对对非非非非测测测测量量量量方方方方向向向向（因因因因素素素素）的的的的灵敏度、温度响应、环境影响等进行标定。灵敏度、温度响应、环境影响等进行标定。灵敏度、温度响应、环境影响等进行标定。灵敏度、温度响应、环境影响等进行标定。12.1.1 传感器标定的意义 对对对对传传传传感感感感器器器器进进进进行行行行标标标标定定定定，目目目目的的的的是是是是依依依依据据据据试试试试验验验验数数数数据据据据确确确确定定定定传

10、传传传感感感感器器器器的的的的各各各各项项项项性性性性能能能能指指指指标标标标，实实实实际际际际上上上上也也也也就就就就是是是是确确确确定定定定传传传传感感感感器器器器的的的的测测测测量量量量精精精精度度度度。传传传传感感感感器器器器制制制制造造造造出出出出来来来来之之之之后后后后，自自自自身身身身的的的的测测测测量量量量精精精精度度度度就就就就客客客客观观观观确确确确定定定定了了了了。但但但但标标标标定定定定结结结结果果果果可可可可能能能能因因因因所所所所用用用用的的的的标标标标定定定定装装装装置置置置或或或或标标标标定定定定数数数数据据据据处处处处理理理理方方方方法法法法不不不不同同同同而

11、而而而出出出出现现现现差差差差异异异异。一一一一个个个个高高高高精精精精度度度度的的的的传传传传感感感感器器器器，如如如如果果果果标标标标定定定定方方方方法法法法不不不不当当当当，则则则则很很很很可可可可能能能能在在在在实实实实测测测测中中中中产产产产生生生生较较较较大大大大的的的的误误误误差差差差；反反反反之之之之，一一一一个个个个精精精精度度度度不不不不太太太太高高高高的的的的传传传传感感感感器器器器，如如如如果果果果标标标标定定定定方方方方法法法法得得得得当当当当，反反反反而而而而可可可可能能能能在实测中产生较小的误差。在实测中产生较小的误差。在实测中产生较小的误差。在实测中产生较小的误

12、差。12.1传感器标定的意义 显显显显然然然然，提提提提高高高高标标标标定定定定设设设设备备备备、指指指指示示示示仪仪仪仪器器器器的的的的精精精精度度度度有有有有助助助助于于于于提提提提高高高高标标标标定定定定精精精精度度度度。按按按按有有有有关关关关规规规规定定定定，标标标标定定定定设设设设备备备备、指指指指示示示示仪仪仪仪器器器器的的的的精精精精度度度度都都都都有有有有一一一一最最最最低低低低要要要要求求求求。在在在在此此此此规规规规定定定定上上上上，标标标标定定定定设设设设备备备备和和和和指指指指示示示示仪仪仪仪器器器器的的的的精精精精度度度度越越越越高高高高，标标标标定定定定的的的的精

13、精精精度度度度也也也也越越越越高高高高。数数数数据据据据处处处处理理理理的的的的方方方方法法法法很很很很多多多多，不不不不同同同同的的的的方方方方法法法法有有有有不不不不同同同同的的的的精精精精度度度度，因因因因此此此此，提提提提高高高高对对对对标标标标定定定定数数数数据据据据处处处处理理理理的的的的精精精精度也很重要。度也很重要。度也很重要。度也很重要。12.1传感器标定的意义 还还还还应应应应注注注注意意意意减减减减小小小小环环环环境境境境变变变变化化化化引引引引起起起起的的的的误误误误差差差差。传传传传感感感感器器器器一一一一般般般般由由由由制制制制造造造造厂厂厂厂在在在在实实实实验验验

14、验室室室室内内内内按按按按规规规规定定定定条条条条件件件件进进进进行行行行标标标标定定定定。通通通通常常常常希希希希望望望望传传传传感感感感器器器器的的的的标标标标定定定定状状状状态态态态尽尽尽尽可可可可能能能能模模模模拟拟拟拟实实实实际际际际测测测测量量量量状状状状态态态态，但但但但在在在在实实实实验验验验室室室室内内内内不不不不可可可可能能能能模模模模拟拟拟拟各各各各种种种种使使使使用用用用状状状状态态态态。使使使使用用用用状状状状态态态态改改改改变变变变引引引引起起起起测测测测试试试试数数数数据据据据变变变变化化化化时时时时，将将将将会会会会给给给给测测测测量量量量带带带带来来来来明明明

15、明显显显显的的的的误误误误差差差差。为为为为此此此此，设设设设计计计计传传传传感感感感器器器器时时时时就就就就应应应应考考考考虑虑虑虑这这这这一一一一因因因因素素素素的的的的影影影影响响响响。某某某某些些些些环环环环境境境境条条条条件件件件对对对对传传传传感感感感器器器器输输输输出出出出的的的的影影影影响响响响不不不不可可可可消消消消除除除除时时时时，可可可可在在在在特特特特定定定定条条条条件件件件下下下下标标标标定定定定，并并并并给给给给出出出出在在在在不不不不同同同同条条条条件件件件下下下下标标标标定定定定值值值值的的的的修修修修正正正正系系系系数数数数或或或或修修修修正正正正公公公公式式

16、式式。若若若若能在测量现场进行标定，则效果更好。能在测量现场进行标定，则效果更好。能在测量现场进行标定，则效果更好。能在测量现场进行标定，则效果更好。标定分类标定装置标准传感器待标定传感器输出量显示输出量测量12.2 传感器的静态标定 1 静态标定的条件与仪器精度静态标定的条件与仪器精度 2 静态标定的过程步骤静态标定的过程步骤1.1.1.1.静态标定的条件与仪器精度静态标定的条件与仪器精度静态标定的条件与仪器精度静态标定的条件与仪器精度 (1)(1)传感器静态标定的条件传感器静态标定的条件传感器静态标定的条件传感器静态标定的条件 传感器的静态标定是在静态标准条件下进行传感器的静态标定是在静态

17、标准条件下进行传感器的静态标定是在静态标准条件下进行传感器的静态标定是在静态标准条件下进行的。静态标准条件是指无加速度、振动与冲击的。静态标准条件是指无加速度、振动与冲击的。静态标准条件是指无加速度、振动与冲击的。静态标准条件是指无加速度、振动与冲击（除非这些参数本身就是被测物理量），环境温（除非这些参数本身就是被测物理量），环境温（除非这些参数本身就是被测物理量），环境温（除非这些参数本身就是被测物理量），环境温度一般为室温（度一般为室温（度一般为室温（度一般为室温（2020 5 5 C C），相对湿度不大于），相对湿度不大于），相对湿度不大于），相对湿度不大于85%85%，大气压力为，大气

18、压力为，大气压力为，大气压力为101.32101.32 7.999kPa7.999kPa。12.2 传感器的静态标定12.2传感器的静态标定(2)(2)标准器具精度的选择标准器具精度的选择标准器具精度的选择标准器具精度的选择 为为为为保证标定精度，须选择与被标定传感器保证标定精度，须选择与被标定传感器保证标定精度，须选择与被标定传感器保证标定精度，须选择与被标定传感器的精度要求相适应的一定等级的标准器具（一的精度要求相适应的一定等级的标准器具（一的精度要求相适应的一定等级的标准器具（一的精度要求相适应的一定等级的标准器具（一般所用的测量仪器和设备的精度至少要比被标般所用的测量仪器和设备的精度至

19、少要比被标般所用的测量仪器和设备的精度至少要比被标般所用的测量仪器和设备的精度至少要比被标定传感器的精度高一个量级），它应符合国家定传感器的精度高一个量级），它应符合国家定传感器的精度高一个量级），它应符合国家定传感器的精度高一个量级），它应符合国家计量量值传递的规定，或经计量部门检定合计量量值传递的规定，或经计量部门检定合计量量值传递的规定，或经计量部门检定合计量量值传递的规定，或经计量部门检定合格。这样，通过标定所确定的传感器精度才是格。这样，通过标定所确定的传感器精度才是格。这样，通过标定所确定的传感器精度才是格。这样，通过标定所确定的传感器精度才是可靠的。可靠的。可靠的。可靠的。12.

20、2传感器的静态标定2 2 2 2.静态标定的过程步骤静态标定的过程步骤静态标定的过程步骤静态标定的过程步骤 静态标定须遵循一定的程序，其过程步骤为：静态标定须遵循一定的程序，其过程步骤为：静态标定须遵循一定的程序，其过程步骤为：静态标定须遵循一定的程序，其过程步骤为：将传感器全量程（测量范围）分成若干等间距点。将传感器全量程（测量范围）分成若干等间距点。将传感器全量程（测量范围）分成若干等间距点。将传感器全量程（测量范围）分成若干等间距点。根据传感器量程分点情况，由小到大逐渐一点一点根据传感器量程分点情况，由小到大逐渐一点一点根据传感器量程分点情况，由小到大逐渐一点一点根据传感器量程分点情况，

21、由小到大逐渐一点一点地输入标准量值，并记录与各输入值对应的输出值。地输入标准量值，并记录与各输入值对应的输出值。地输入标准量值，并记录与各输入值对应的输出值。地输入标准量值，并记录与各输入值对应的输出值。将输入值由大到小一点一点地减下来，同时记录与将输入值由大到小一点一点地减下来，同时记录与将输入值由大到小一点一点地减下来，同时记录与将输入值由大到小一点一点地减下来，同时记录与各输入值对应的输出值。各输入值对应的输出值。各输入值对应的输出值。各输入值对应的输出值。12.2传感器的静态标定 按按按按、所所所所述述述述过过过过程程程程，对对对对传传传传感感感感器器器器进进进进行行行行正正正正、反反

22、反反行行行行程程程程往往往往复复复复循循循循环环环环多多多多次次次次测测测测试试试试（一一一一般般般般为为为为310310次次次次），将将将将得得得得到到到到的的的的输输输输出出出出输输输输入入入入测测测测试试试试数数数数据据据据用用用用表表表表格格格格列列列列出出出出或或或或绘绘绘绘成成成成曲线。曲线。曲线。曲线。对对对对测测测测试试试试数数数数据据据据进进进进行行行行必必必必要要要要的的的的处处处处理理理理，根根根根据据据据处处处处理理理理结结结结果果果果确确确确定定定定传传传传感感感感器器器器的的的的线线线线性性性性度度度度、灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度、迟迟迟迟滞滞滞滞和和和和重重重重复性

23、等静态特性指标。复性等静态特性指标。复性等静态特性指标。复性等静态特性指标。12.3传感器的动态标定 传感器的动态标定主要用于确定传感器的传感器的动态标定主要用于确定传感器的传感器的动态标定主要用于确定传感器的传感器的动态标定主要用于确定传感器的动态技术指标。动态技术指标主要是研究传感动态技术指标。动态技术指标主要是研究传感动态技术指标。动态技术指标主要是研究传感动态技术指标。动态技术指标主要是研究传感器的动态响应，而与动态响应有关的参数，一器的动态响应，而与动态响应有关的参数，一器的动态响应，而与动态响应有关的参数，一器的动态响应，而与动态响应有关的参数，一阶传感器只有一个阶传感器只有一个阶

24、传感器只有一个阶传感器只有一个时间常数时间常数时间常数时间常数，二阶传感器则，二阶传感器则，二阶传感器则，二阶传感器则有有有有自然振荡频率自然振荡频率自然振荡频率自然振荡频率w w w wn n n n和阻尼比和阻尼比和阻尼比和阻尼比两个参数。两个参数。两个参数。两个参数。确定这些参数的方法很多，一般是通过实确定这些参数的方法很多，一般是通过实确定这些参数的方法很多，一般是通过实确定这些参数的方法很多，一般是通过实验确定，如测量传感器的阶跃响应、正弦响验确定，如测量传感器的阶跃响应、正弦响验确定，如测量传感器的阶跃响应、正弦响验确定，如测量传感器的阶跃响应、正弦响应、线性输入响应、白噪声，及用

25、机械振动法应、线性输入响应、白噪声，及用机械振动法应、线性输入响应、白噪声，及用机械振动法应、线性输入响应、白噪声，及用机械振动法等。其中最常用的是等。其中最常用的是等。其中最常用的是等。其中最常用的是测量传感器的阶跃响应测量传感器的阶跃响应测量传感器的阶跃响应测量传感器的阶跃响应。12.3 传感器的动态标定1 实验确定一阶传感器时间常数的方法实验确定一阶传感器时间常数的方法2 实验确定二阶传感器自然振荡频率与阻实验确定二阶传感器自然振荡频率与阻 尼比的方法尼比的方法3 确定传感器动态参数的其他方法确定传感器动态参数的其他方法 12.3 传感器的动态标定 测测测测量量量量一一一一阶阶阶阶传传传

26、传感感感感器器器器的的的的阶阶阶阶跃跃跃跃响响响响应应应应，当当当当输输输输出出出出值值值值达达达达到到到到稳稳稳稳态态态态值值值值的的的的63.2%63.2%所所所所经经经经历历历历的的的的时时时时间即为它的时间常数。间即为它的时间常数。间即为它的时间常数。间即为它的时间常数。但但但但这这这这样样样样确确确确定定定定时时时时间间间间常常常常数数数数实实实实际际际际上上上上没没没没有有有有涉涉涉涉及及及及响响响响应应应应的的的的全全全全过过过过程程程程，测测测测量量量量结结结结果果果果的的的的可可可可靠靠靠靠性性性性仅仅仅仅取取取取决决决决于于于于某某某某些些些些个个个个别别别别的的的的瞬瞬瞬

27、瞬时时时时值值值值。为为为为获获获获得得得得更更更更可可可可靠靠靠靠的的的的结结结结果果果果常采用下面的方法。常采用下面的方法。1.实验确定一阶传感器时间常数的方法实验确定一阶传感器时间常数的方法 12.3传感器的动态标定 一阶传感器的阶跃响应为一阶传感器的阶跃响应为一阶传感器的阶跃响应为一阶传感器的阶跃响应为令令z=-t/t t，上式可改写为，上式可改写为 由由上上式式依依据据测测得得的的y(t)可可求求出出对对应应的的z，作作出出z-t曲曲线线，则则应应得得到到线线性性关关系系，根根据据t t=-D Dt/D Dz可可确确定定时时间间常常数数，如如图所示图所示。这这种种方方法法考考虑虑了了

28、瞬瞬态态响响应应的的全全过过程程，具具有有较较高高的的可可靠靠性性。另另外外，还还可可根根据据z-tz-t曲曲线线与与直直线线的符合程度判断传感器与一阶传感器的符合度。的符合程度判断传感器与一阶传感器的符合度。图2.1 求一阶传感器时间常数的方法12.3传感器的动态标定 二二二二 阶阶阶阶 传传传传 感感感感 器器器器 一一一一 般般般般 都都都都 设设设设 计计计计 成成成成 阻阻阻阻 尼尼尼尼 比比比比 x x x x=0.60.80.60.8的的的的欠欠欠欠阻阻阻阻尼尼尼尼系系系系统统统统。阶阶阶阶跃跃跃跃输输输输入入入入时时时时，典典典典型型型型的的的的欠欠欠欠阻阻阻阻尼尼尼尼二二二二

29、阶阶阶阶传传传传感感感感器器器器的的的的瞬瞬瞬瞬态态态态响响响响应应应应是是是是以以以以阻阻阻阻尼尼尼尼角角角角频频频频率率率率w w w wd d作衰作衰作衰作衰减振荡的，减振荡的，如图所示如图所示。阻尼角频率。阻尼角频率w wd d为为于是可将于是可将式式(2.3)改写为改写为2.实验确定二阶传感器自然振荡频率与阻尼比实验确定二阶传感器自然振荡频率与阻尼比的方法的方法 12.3 传感器的动态标定得过调量得过调量得过调量得过调量MMMM与阻尼比与阻尼比与阻尼比与阻尼比x x x x的关系为：的关系为：的关系为：的关系为：所以，测出过调量所以，测出过调量MM，即可得阻尼比，即可得阻尼比x x为

30、为根据根据 12.3 传感器的动态标定由由由由t tp p=p p p p/w w w wd d可得可得可得可得 如如果果测测得得阶阶跃跃响响应应的的较较长长变变化化过过程程，则则可可获获得得可可靠靠性性更更高高的的自自然然振振荡荡频频率率和和阻阻尼尼比比。方方法法是是，测测出出第第i个个极极大大值值与与第第i+n个个极极大大值值时时的的过过冲冲量量MMi与与MMi+n，如如图图所所示示。设设第第i个个极极大大值值对对应应的的时时刻刻为为ti，第第i+n个个极极大大值值对对应应的的时时刻刻为为ti+n，则根据则根据tk=(2k-1)p p/w wd知知ti和和ti+n满足满足12.3传感器的动

31、态标定代入代入式式(2.4)求出求出Mi,Mi+n，整理后得，整理后得式式中中，d dn=ln(M(Mi/MMi+n)。甚甚至至可可取取不不同同的的i和和n，求求出多个阻尼比后取平均值。出多个阻尼比后取平均值。12.3传感器的动态标定 对对对对自自自自然然然然振振振振荡荡荡荡频频频频率率率率来来来来说说说说，可可可可测测测测出出出出第第第第i i个个个个极极极极大大大大值值值值与与与与第第第第i+ni+n个极大值之间的时间间隔个极大值之间的时间间隔个极大值之间的时间间隔个极大值之间的时间间隔t tn n，如图所示如图所示如图所示如图所示，则，则，则，则也也可可取取不不同同的的i和和n，求求出出

32、多多个个自自然然振振荡荡频频率率后后取平均值。取平均值。若若传传感感器器是是精精确确的的二二阶阶传传感感器器，n取取任任意意正正整整数数求求得得的的x x或或w wn都都不不会会有有多多大大差差别别。若若有有明明显显差差别别，超超出出测测量量误误差差较较多多，则则说说明明传传感感器器不是严格的二阶传感器。不是严格的二阶传感器。图2.2式(2.1)12.3传感器的动态标定 测测测测量量量量传传传传感感感感器器器器正正正正弦弦弦弦稳稳稳稳态态态态响响响响应应应应的的的的幅幅幅幅值值值值和和和和相相相相角角角角，然然然然后后后后得得得得到到到到稳稳稳稳态态态态正正正正弦弦弦弦输输输输出出出出信信信信

33、号号号号与与与与输输输输入入入入信信信信号号号号的的的的幅幅幅幅值值值值比比比比和和和和相相相相位位位位差差差差。逐逐逐逐渐渐渐渐改改改改变变变变输输输输入入入入正正正正弦弦弦弦信信信信号号号号的的的的频频频频率率率率，重重重重复复复复前前前前述述述述过过过过程程程程，即即即即可可可可得得得得到到到到幅幅幅幅频频频频和和和和相相相相频频频频特特特特性性性性曲曲曲曲线线线线。由由由由幅幅幅幅频频频频和和和和相相相相频频频频特特特特性性性性曲曲曲曲线线线线可可可可确确确确定定定定传传传传感感感感器器器器的的的的动动动动态态态态特特特特性参数。性参数。性参数。性参数。3.确定传感器动态参数的其他方法

34、确定传感器动态参数的其他方法正弦信号响应法正弦信号响应法 12.3传感器的动态标定 这是因为一阶传感器的幅频特性为这是因为一阶传感器的幅频特性为这是因为一阶传感器的幅频特性为这是因为一阶传感器的幅频特性为当当w w=1/t t 时，时，A(w w)下降下降3 3dB。（1）一阶传感器时间常数的确定）一阶传感器时间常数的确定 将将一一阶阶传传感感器器的的频频率率特特性性曲曲线线绘绘成成伯伯德德图图，则则其其对对数数幅幅频频特特性性曲曲线线下下降降3dB处处所所对对应应的的角角频频率率为为w=1/，由由此此可可确确定定一一阶传感器的时间常数阶传感器的时间常数t。12.3传感器的动态标定（2 2）二

35、阶传感器时间常数的确定）二阶传感器时间常数的确定）二阶传感器时间常数的确定）二阶传感器时间常数的确定 在在在在欠欠欠欠阻阻阻阻尼尼尼尼情情情情况况况况下下下下，从从从从曲曲曲曲线线线线上上上上可可可可以以以以测测测测得得得得三三三三个个个个特特特特征征征征量量量量，即即即即零零零零频频频频增增增增益益益益A(0)A(0)、谐谐谐谐振振振振频频频频率率率率增增增增益益益益A(A(w w w wr r)和和和和谐谐谐谐振频率振频率振频率振频率w w w wr r。根据。根据。根据。根据令得12.3传感器的动态标定将将将将w w w wr r代入代入代入代入A(A(w w w w)的表达式得的表达式

36、得的表达式得的表达式得即可确定即可确定x x 和和w wn。虽虽然然从从理理论论上上来来讲讲，也也可可通通过过传传感感器器相相频频特特性性曲曲线线确确定定x x 和和w wn，但但是是一一般般来来说说准准确确的的相相角角测试比较困难，所以很少这样做。测试比较困难，所以很少这样做。12.3传感器的动态标定 以压电式加速度传感器为例，说明传感器以压电式加速度传感器为例，说明传感器以压电式加速度传感器为例，说明传感器以压电式加速度传感器为例，说明传感器 动态标定的方法。动态标定的方法。动态标定的方法。动态标定的方法。YDYD-5 5压电式加速度传感器的动态标定压电式加速度传感器的动态标定压电式加速度

37、传感器的动态标定压电式加速度传感器的动态标定 YD-5YD-5YD-5YD-5压电式加速度传感器是一种以具有压电特性压电式加速度传感器是一种以具有压电特性压电式加速度传感器是一种以具有压电特性压电式加速度传感器是一种以具有压电特性 的材料为敏感元件的机电转换装置，当它感受振动加的材料为敏感元件的机电转换装置，当它感受振动加的材料为敏感元件的机电转换装置，当它感受振动加的材料为敏感元件的机电转换装置，当它感受振动加 速度时，将产生一速度时，将产生一速度时，将产生一速度时，将产生一正比于振动加速度的电荷量输出正比于振动加速度的电荷量输出正比于振动加速度的电荷量输出正比于振动加速度的电荷量输出。依据

38、依据依据依据JJG223JJG223JJG223JJG22381818181压电加速度传感器检定规程压电加速度传感器检定规程压电加速度传感器检定规程压电加速度传感器检定规程指定指定指定指定 的检定项目有参考灵敏度、灵敏度的稳定度、横向灵的检定项目有参考灵敏度、灵敏度的稳定度、横向灵的检定项目有参考灵敏度、灵敏度的稳定度、横向灵的检定项目有参考灵敏度、灵敏度的稳定度、横向灵 敏度比，频率响应、安装谐振频率、幅值线性度及电敏度比，频率响应、安装谐振频率、幅值线性度及电敏度比，频率响应、安装谐振频率、幅值线性度及电敏度比，频率响应、安装谐振频率、幅值线性度及电 参数等。这里仅简单介绍参考灵敏度、频率

39、响应及安参数等。这里仅简单介绍参考灵敏度、频率响应及安参数等。这里仅简单介绍参考灵敏度、频率响应及安参数等。这里仅简单介绍参考灵敏度、频率响应及安 装谐振频率的标定。装谐振频率的标定。装谐振频率的标定。装谐振频率的标定。12.3传感器的动态标定 （1 1）参参参参考考考考灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度的的的的标标标标定定定定 一一一一般般般般用用用用途途途途的的的的压压压压电电电电式式式式加加加加速速速速度度度度传传传传感感感感器器器器，参参参参考考考考灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度S Sx x的的的的标标标标定定定定均均均均采采采采用用用用相相相相对对对对标标标标定定定定法法法法。将将将将被被被被标标标

40、标定定定定的的的的YDYD-5 5加加加加速速速速度度度度传传传传感感感感器器器器与与与与丹丹丹丹麦麦麦麦的的的的标标标标准准准准压压压压电电电电式式式式加加加加速速速速度度度度传传传传感感感感器器器器8305“8305“背背背背靠靠靠靠背背背背”地地地地刚刚刚刚性性性性联联联联结结结结在在在在一一一一起起起起，如如如如图图图图所所所所示示示示。然然然然后后后后将将将将它它它它们们们们安安安安装装装装在在在在标标标标定定定定用用用用的的的的中中中中频频频频振振振振动动动动台台台台上上上上，并并并并按按按按图图图图示示示示原原原原理框图连接好测量电路。理框图连接好测量电路。理框图连接好测量电路。

41、理框图连接好测量电路。12.3传感器的动态标定 设设设设被被被被标标标标定定定定的的的的YDYD-5 5压压压压电电电电加加加加速速速速度度度度传传传传感感感感器器器器输输输输出出出出的的的的电电电电荷荷荷荷量量量量为为为为QQx x，振振振振动动动动台台台台传传传传输输输输给给给给YDYD-5 5的的的的加加加加速速速速度度度度为为为为a ax x，则其参考灵敏度，则其参考灵敏度，则其参考灵敏度，则其参考灵敏度S Sx x由下式求出由下式求出由下式求出由下式求出此此式式中中的的加加速速度度ax由由标标准准加加速速度度传传感感器器输输出出的的电荷量电荷量Q0及其灵敏度及其灵敏度S0求出，为求出

42、，为将式将式(2.13)代入式代入式(2.12)得得 12.3传感器的动态标定 此此此此即即即即相相相相对对对对法法法法标标标标定定定定压压压压电电电电式式式式加加加加速速速速度度度度传传传传感感感感器器器器参参参参考考考考灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度S Sx x的计算公式。的计算公式。的计算公式。的计算公式。检检检检定定定定规规规规程程程程的的的的要要要要求求求求是是是是选选选选定定定定200Hz200Hz以以以以下下下下的的的的某某某某一一一一频频频频率率率率和和和和100m100m/s s2 2以以以以下下下下的的的的某某某某一一一一加加加加速速速速度度度度值值值值进进进进行行行行标标标标定

43、定定定。由由由由数数数数字字字字电电电电压压压压表表表表和和和和标标标标准准准准精精精精密密密密数数数数字字字字万万万万用用用用表表表表分分分分别别别别测测测测出出出出电电电电荷荷荷荷值值值值QQx x和和和和QQ0 0，代代代代入入入入式式式式(2.14)(2.14)，即即即即能能能能标标标标定定定定出出出出YDYD-5 5加速度传感器的参考灵敏度。加速度传感器的参考灵敏度。加速度传感器的参考灵敏度。加速度传感器的参考灵敏度。12.3传感器的动态标定 （2 2）频频频频率率率率响响响响应应应应和和和和安安安安装装装装谐谐谐谐振振振振频频频频率率率率的的的的标标标标定定定定 此此此此标标标标定

44、定定定项项项项目目目目可可可可用用用用逐逐逐逐点点点点比比比比较较较较法法法法、连连连连续续续续扫扫扫扫描描描描法法法法或或或或冲冲冲冲击击击击法来确定。法来确定。法来确定。法来确定。逐逐逐逐点点点点比比比比较较较较法法法法的的的的原原原原理理理理框框框框图图图图与与与与图图图图示示示示原原原原理理理理框框框框图图图图基基基基本本本本一一一一样样样样，只只只只要要要要把把把把图图图图中中中中的的的的振振振振动动动动台台台台换换换换成成成成高高高高频频频频振振振振动动动动台台台台即即即即可可可可。标标标标定定定定时时时时，在在在在选选选选定定定定的的的的频频频频率率率率范范范范围围围围内内内内，

45、按按按按对对对对数数数数刻刻刻刻度度度度均均均均匀匀匀匀地地地地选选选选7 7个个个个以以以以上上上上频频频频率率率率点点点点，与与与与标标标标准准准准加加加加速速速速度度度度传传传传感感感感器比较，从而得出幅频特性曲线。器比较，从而得出幅频特性曲线。器比较，从而得出幅频特性曲线。器比较，从而得出幅频特性曲线。12.3传感器的动态标定 在在在在幅幅幅幅频频频频特特特特性性性性的的的的标标标标定定定定中中中中，常常常常用用用用连连连连续续续续扫扫扫扫描描描描法法法法。由由由由标标标标准准准准振振振振动动动动台台台台及及及及被被被被标标标标定定定定的的的的加加加加速速速速度度度度传传传传感感感感器

46、器器器组组组组成成成成一一一一个个个个闭闭闭闭环环环环自自自自动动动动扫扫扫扫描描描描系系系系统统统统，使使使使被被被被标标标标定定定定的的的的加加加加速速速速度度度度传传传传感感感感器器器器在在在在自自自自动动动动扫扫扫扫频频频频过过过过程程程程中中中中受受受受到到到到一一一一个个个个幅幅幅幅度度度度恒恒恒恒定定定定的的的的交交交交变变变变加加加加速速速速度度度度，并并并并用用用用记记记记录录录录仪仪仪仪自自自自动动动动记记记记录录录录被被被被标标标标定定定定加加加加速速速速度度度度传传传传感感感感器器器器随随随随频频频频率率率率变变变变化化化化的的的的输输输输出出出出特特特特性性性性曲曲曲曲线线线线即即即即幅幅幅幅频频频频特特特特性性性性曲曲曲曲线，进而确定安装谐振频率。线，进而确定安装谐振频率。线，进而确定安装谐振频率。线，进而确定安装谐振频率。图2.31YD-5加速度传感器；2支架；38305加速度传感器；4振动台图2.4结束结束