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如何檢驗(yàn)測(cè)力、壓力傳感器的基本性能？
時(shí)間: 2022-09-14 13:27:51 瀏覽次數(shù)：
力傳感器的檢測(cè)目的是建立力值與輸出信號(hào)值之間的關(guān)系。
1)計(jì)量單位
自1990年第11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)以來(lái)，世界各國(guó)相繼采用了國(guó)際單位制(SI)，這是在公制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的更加完善合理的先進(jìn)單位制。它規(guī)定牛頓(N)是力的單位。
2)測(cè)力法
測(cè)量力值的方法有很多。力可以通過(guò)與已知重力的平衡來(lái)測(cè)量，也可以通過(guò)與力成正比的各種物理現(xiàn)象來(lái)測(cè)量，如彈性、壓力、壓磁力和其他效應(yīng)。常用的測(cè)力方法可歸納為兩種:動(dòng)態(tài)效應(yīng)和靜態(tài)效應(yīng)。
①利用動(dòng)態(tài)效應(yīng)來(lái)確定受力值。在重力場(chǎng)中，地球的引力使物體產(chǎn)生引力，即重量。因此，力可以用一個(gè)已知質(zhì)量的物體在引力場(chǎng)某處的重量來(lái)測(cè)量。
②力值由靜力效應(yīng)決定。力的靜態(tài)作用使物體變形。如果物體是彈性體，根據(jù)胡克定律，它的變形與彈性范圍內(nèi)的力成正比。這樣，在測(cè)量變形時(shí)就可以知道力的大小。
3)測(cè)力設(shè)備
最常用的測(cè)力設(shè)備是標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力機(jī)，其精度和量程可以根據(jù)被測(cè)傳感器來(lái)選擇。
4)檢查過(guò)程
檢查力傳感器的主要程序是:將傳感器安裝在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力機(jī)上;連接檢測(cè)系統(tǒng);在序列檢測(cè);數(shù)據(jù)處理和計(jì)算誤差等。
①安裝要求。在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)功機(jī)上校準(zhǔn)被測(cè)傳感器時(shí)，安裝時(shí)應(yīng)注意，確保負(fù)載下傳感器的軸線與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)功機(jī)的軸線一致。否則，由于分量力、側(cè)向力或力分布不均勻的影響，會(huì)給試驗(yàn)帶來(lái)誤差。安裝錯(cuò)誤導(dǎo)致的負(fù)載變化如圖所示。
②系統(tǒng)連接。力傳感器的檢測(cè)系統(tǒng)分為輸入和輸出兩部分，如圖所示。
輸入由標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力機(jī)讀出(給定)，輸出一般可由電壓表(或其他信號(hào)檢測(cè)儀器)讀出或記錄。當(dāng)被測(cè)傳感器為有源傳感器時(shí)，不需要輔助電源。
③檢測(cè)序列。將測(cè)量量程的0%、20%、40%、60%、80%、100%的力值依次施加在被測(cè)傳感器上，再施加力值后由測(cè)試儀器讀取或記錄傳感器各測(cè)量點(diǎn)上的輸出信號(hào)。上面和接下來(lái)的兩個(gè)沖程是一個(gè)測(cè)量周期，一般應(yīng)該做三個(gè)周期。
這通常用于檢測(cè)傳感器的加載階段和循環(huán)時(shí)間。如有必要，加載階段為10次，循環(huán)次數(shù)為5-10次。
④數(shù)據(jù)處理。測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)應(yīng)列在校準(zhǔn)數(shù)據(jù)表中。根據(jù)線性、滯回、重復(fù)性、靈敏度的定義及其誤差計(jì)算方法，計(jì)算出被測(cè)傳感器各指標(biāo)的最大誤差。然后根據(jù)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)判斷傳感器是否合格。
1)計(jì)量單位
自1990年第11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)以來(lái)，世界各國(guó)相繼采用了國(guó)際單位制(SI)，這是在公制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的更加完善合理的先進(jìn)單位制。它規(guī)定牛頓(N)是力的單位。
2)測(cè)力法
測(cè)量力值的方法有很多。力可以通過(guò)與已知重力的平衡來(lái)測(cè)量，也可以通過(guò)與力成正比的各種物理現(xiàn)象來(lái)測(cè)量，如彈性、壓力、壓磁力和其他效應(yīng)。常用的測(cè)力方法可歸納為兩種:動(dòng)態(tài)效應(yīng)和靜態(tài)效應(yīng)。
①利用動(dòng)態(tài)效應(yīng)來(lái)確定受力值。在重力場(chǎng)中，地球的引力使物體產(chǎn)生引力，即重量。因此，力可以用一個(gè)已知質(zhì)量的物體在引力場(chǎng)某處的重量來(lái)測(cè)量。
②力值由靜力效應(yīng)決定。力的靜態(tài)作用使物體變形。如果物體是彈性體，根據(jù)胡克定律，它的變形與彈性范圍內(nèi)的力成正比。這樣，在測(cè)量變形時(shí)就可以知道力的大小。
3)測(cè)力設(shè)備
最常用的測(cè)力設(shè)備是標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力機(jī)，其精度和量程可以根據(jù)被測(cè)傳感器來(lái)選擇。
4)檢查過(guò)程
檢查力傳感器的主要程序是:將傳感器安裝在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力機(jī)上;連接檢測(cè)系統(tǒng);在序列檢測(cè);數(shù)據(jù)處理和計(jì)算誤差等。
①安裝要求。在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)功機(jī)上校準(zhǔn)被測(cè)傳感器時(shí)，安裝時(shí)應(yīng)注意，確保負(fù)載下傳感器的軸線與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)功機(jī)的軸線一致。否則，由于分量力、側(cè)向力或力分布不均勻的影響，會(huì)給試驗(yàn)帶來(lái)誤差。安裝錯(cuò)誤導(dǎo)致的負(fù)載變化如圖所示。
②系統(tǒng)連接。力傳感器的檢測(cè)系統(tǒng)分為輸入和輸出兩部分，如圖所示。
輸入由標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力機(jī)讀出(給定)，輸出一般可由電壓表(或其他信號(hào)檢測(cè)儀器)讀出或記錄。當(dāng)被測(cè)傳感器為有源傳感器時(shí)，不需要輔助電源。
③檢測(cè)序列。將測(cè)量量程的0%、20%、40%、60%、80%、100%的力值依次施加在被測(cè)傳感器上，再施加力值后由測(cè)試儀器讀取或記錄傳感器各測(cè)量點(diǎn)上的輸出信號(hào)。上面和接下來(lái)的兩個(gè)沖程是一個(gè)測(cè)量周期，一般應(yīng)該做三個(gè)周期。
這通常用于檢測(cè)傳感器的加載階段和循環(huán)時(shí)間。如有必要，加載階段為10次，循環(huán)次數(shù)為5-10次。
④數(shù)據(jù)處理。測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)應(yīng)列在校準(zhǔn)數(shù)據(jù)表中。根據(jù)線性、滯回、重復(fù)性、靈敏度的定義及其誤差計(jì)算方法，計(jì)算出被測(cè)傳感器各指標(biāo)的最大誤差。然后根據(jù)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)判斷傳感器是否合格。
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