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1、压力传感器的校验与精度测量压力传感器的校验与精度测量 Calibration and measurement accuracy pressure sensor 本科毕业论文本科毕业论文 分类号分类号 学号学号 密级密级 公公 开开 题题 目目 （中中 、英英文文） 作者姓名作者姓名 指导教师指导教师 学科门类学科门类 提交论文日期提交论文日期 专业名称专业名称 学校代码学校代码 成绩评定成绩评定 I 摘摘 要要 新研制或生产的压力传感器需对其技术性能进行全面检定,以保证量值的准 确传递。经过一段时间储仔、使用或修理后的压力传感器，也必须对其主要技 术性能再次进行鉴定，以确保其性能指标达到要求.
2、压力传感器的标定系统通常 由标定发生器、标定测试系统，以及待标定压力传感器所配接的信号调节器和 显示器、记录器等组成。 压电陶瓷具有响应速度快，容量大等诸多优点，并且其易于制备，该产品 可制成任何形状和偏振，热，湿，方向和通过改变化学成分，就可以得到各种 不同的采用压电陶瓷。随着压电陶瓷应用的不断扩大，压电器件作为精密驱动， 其自身的性能越来越方便用户的关注。本文的压力传感器和压电陶瓷的性能， 基本功能，采用的原理作一介绍，并且它的功效和分别缩放。 关键词关键词：压力传感器；压电陶瓷；特性；效验；定标 II Abstract The newly developed or manufacture
3、d pressure sensors need to be fully characterizing its technical performance to ensure accurate transmission of values. After a period of storage, Aberdeen, use or repair after the pressure sensor must also be re-appraisal of its main technical performance to ensure that its performance indicators h
4、ave reached the requirements of the pressure sensor calibration system usually consists of calibration generator, calibration and test system, and to be calibration composition signal conditioner and monitor, the recorder is connected with the pressure sensor and the like. The piezoelectric ceramics
5、 with fast response, high capacity and many other advantages, and its easy to prepare, the product can be made in any shape and polarization, heat, humidity, direction and by changing the chemical composition, and you can get a variety of piezoelectric ceramics. With the continuous expansion of the
6、piezoelectric ceramic applications, piezoelectric device as a precision drive, its own performance increasingly users attention. Sensors and piezoelectric ceramic performance pressure of this article, the basic function, as an introduction to the principles, and its efficacy and zoom respectively. K
7、ey words: : The piezoelectric ceramic pressure sensor calibration checksum feature III 目目 录录 摘 要.I AbstractII 目 录III 绪 论1 1 传感器概述1 1.1 传感器的组成和分类.1 1.2 传感器的基本特性.2 1.2.1 传感器的静态特性.2 1.2.2 传感器的动态特性.3 1.3 传感器特性的应用.4 2 压力传感器4 2.1 压力传感器的概述 4 2.2 压力传感器的特征 5 2.3 压力传感器的选用 5 3 利用压力传感器测量压强6 3.1 测量压强的原理 6 3.2 压力
8、传感器测量压强的装置设计 .6 3.3 用实测的数据对压力传感器定标 .7 4 压电陶瓷的压电现象8 4.1 压电陶瓷的压电原理 8 4.2 压电陶瓷控制方式及研究现状 .9 4.3 用压电陶瓷测量正逆向电压的装置 .9 4.4 用实测电压对压电陶瓷定标 10 参考文献13 谢 辞14 1 绪绪 论论 随着当今技术的飞速发展，微电子加工技术，计算机技术和信息处理技术， 信息资源不断增长的需求，并提供信息，传感器和传感器技术，特别是发展日 益成为人们关注的焦点。集成技术和多种先进技术传感器技术也进入到一个快 速发展的阶段，压力传感器是最广泛使用的一种传感器。传统的压力传感器的 机械结构为基础的，
9、与弹性元件的变形指示的压力，但尺寸大，重量重的结构 中，电力无法输出。随着半导体技术的飞速发展，半导体压力传感器技术已经 成为技术的有机结合，具有体积小，重量轻，精度高，温度传感好。 而压电陶瓷是近几年发展起来的一种新类型的设备，它具有体积小，重量 轻，精度高，高分辨率，高频响，大输出等，技术在航空航天，机械制造，生 物工程，机器人它已被广泛使用，越来越受到重视。特征和性能直接影响到压 电陶瓷的机械结构和控制系统的设计，因而在其性能亟待有明确的阐述。 1 传感器概述 1.1 传感器的组成和分类 传感器测量的规定不感到能够接受，按照一定的规则可以被转换成一个或 多个设备可以用来输出信号。在科学，
10、传感器的许多领域，也称为传感器，检 测器，转换器等。这些不同的称呼运用在不同的科技领域中，该设备采用只是 使用不同的技术行话只有相同类型的装置，所以术语传感器是最广泛使用的词 语。 在一般情况下，该传感器敏感元件和转换元件。其中，所述传感器装置， 该传感器可直接测量接收或部分响应；转换元件可以被表示为与感测元件的传 感器通常是在第一反应时间被测量转换成确定当前需要传送或测量信号作为发 送部;但传感器输出信号不正常的条件下很稳定，需要进行信号调节转换器电路 放大调制操作，从而将信号调节电路可以用作传感器的配置的重要部件之一。 与半导体器件和在所述传感器集成技术的使用的快速发展已被广泛使用，这些
11、传感器的信号调节和转换电路敏感元件一起集成在相同的集成电路分量模板， 安装在传感器装置中，传感器技术是一种知识密集型技术。传感器的广泛理解 多种多样且每个人的理解各不相同，它与许多科学技术都是息息相关的，且种 2 类繁多分类也多种多样，在通常情况下人们将传感器分为以下两种方法：一种 方法是按照被测参数的不同而分类。 1.2 传感器的基本特性 与在生产过程中和科学实验的利用科学技术发展的实验中，以用于通过分 选分析，以检测和控制得到不同的参数中获得的实验数据，是需要被广泛接受， 并且接触传感器反射的变化在所测量的无电不应被转换成相应的失真功率在于 传感器本身的基本特性，在输入和输出特性，传感器的
12、输入和输出特性是与自 己的结构和组合物的相关系数内部结构的外部特征有关。传感器的基本特征在 正常情况下的情况进行了广泛的认可可以分为以下两种情况：一种是静态特性， 另一种是动态特性。 1.2.11.2.1 传感器的静态特性传感器的静态特性 传感器的静态特性意味着在输入和输出的稳定状态下的测量数据之间的关 系。当测得的数据是不随时间轻微变化和缓慢变化的量随着时间的推移，如果 只考虑静态特性中，输入和所述传感器的输出之间的这种时间有数值数据之间 存在一定的对应关系，太表达式不包含时间可变，但对静态特性的时候，不考 虑不稳定性的情况下的其他因素的影响，传感器之间的输入和输出之间的关系可表 示如下：
13、2 012 n nyaa x a xa x 式中： 输入量 为零时的输出量；0ax 非线性项系数。12,.,na aa 1.2.1.1 灵敏度 灵敏度是传感器静态特性的一个重要指标。定义为输出增量 与引起输y 出增量 的相应输入增量 之比。用 S 表示灵敏度，则yx y s x 它可以被理解为在一定量的输入和随时间变化的质的变化引起传感器输出 的变化也为单位将被改变，并且灵敏度 S 敏感传感器的较高的值也被采用的概 率就越大，该利用率提高。 1.1.1.2. 线性度 传感器的线性度可以理解为在输入和与一种关系的数量的输出之间的传感 器的另一个也将改变相应的变化是所谓的线性程度之间的对应。输入和
14、输出的 关系可以被划分成多个传感器的线性和非线性特性，所述传感器是线性关系是 期望具有更多的非线性的实际经验。 3 1.2.1.3 重复性 重复性是在相同的环境中的传感器的一个先决条件，在相同的方向进入量 发生全规模的连续和量的变化，不时，特性曲线可以得出一个非常不同的程度 的重复率。 1.2.1.4 漂移 传感器的漂移可以被理解为在某些情况下输入时，传感器输出随时间变化 的普遍情况，我们将其称为漂移。原因有漂移两个方面：首先，传感器本身的 结构参数;第二个是环境。 1.2.21.2.2 传感器的动态特性传感器的动态特性 传感器的响应时间动态特性的特点是指变化量随着时间的推移输入传感器。 由于
15、传感器的惯性和滞后时测得的数据被改变时，由于原因的传感器输出的灵 敏度必须发送的改变，以实现平衡理论，当传感器是在变化的动态过程中的传 感器的输出的机会其中，此时也将随着时间的时间变化函数的变化，变化的特 性之间的关系发生了与动态特性来表示。动态好的传感器，输出将重现输入的 具有相同的时间函数的量的变化。实际的传感器，该差被称为输出和输入之间 的动态误差。 为了说明的传感器的动态特性，下面简要介绍的动态测试温度。当问题随 着时间的流逝或介质的突然插入，以及一个传感器测量的温度场扫描的温度分 布的温度测量传感器而不同，有一种动态温度测量。热电偶从环境 恒温水 0 t 浴 迅速插入的温度，介质温度
16、，然后从热电偶测量 至 突然升高， 1 t 0 t 1 t 和热电偶温度的变化反映了从 到 ，我们需要经过一段时间，那有一个 0 t 1 t 过渡过程。 引起的变化和所得的畸变，因为根据一个热惯性传感器和耐热性，从而改 变输出，温度的动态测量总是滞后于介质的温度的热电偶输出波形的根源更改 动态误差是测量的变化。热惯性固有热电偶，似乎反映在其迅速变化的热电偶 的常用测量误差的动态响应，并在温度变化所产生的变化。 种类和传感器的形式有很多，但它们的动态特性通常可以通过以下微分方 程来描述： 0 11 011011 11 nnmm nmm nnmm d ydydyd xdxdx aaaa ybbbb x dtdtdtdtdtdt 式中： 输入量；x 输出量；y 、 、 ， 、 、 与传感器的结构特性有关的 0 a 1 a n a 0 b 1 b n b 4 常系数。 1.3 传感器特性的应用 （1）如果输入和输出体积可以观察到的，通过输入和输出可以推断传输或 系统的转
