重复性计算.pdf
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1、压力传感器静态精度计算方法 第 1 页 共 5 页 中华人民共和国航天工业部部标准中华人民共和国航天工业部部标准 压力传感器静态精度计算方法压力传感器静态精度计算方法 本标准适用于我部研制、生产和使用的压力传感器在校准时的静态精度计算方法。 传感器静态校准时的环境条件,根据被校传感器的类型及精度等级由计量部门制定的 检定规程作出规定。 校准系统(通常包括标准压力源、电源及传感器输出的测量仪表)的综合误差,一般 应为被校传感器基本允差的 5 1 10 1 ,至少不应大于 3 1 。 对于 0.05 级的传感器,在现在条件下,暂时允许用 0.02%精度的校准设备进行校准。 传感器校准时,包括零点在
2、内的压力校准点数 K 不应少于 6 点,校准的循环次数 R 不 应少于 3 次。校准点数和校准循环数的多少取决于被校传感器的精度和使用要求,通常 K=611,R=35。每次校准共可获得 2RK 个校准数据。 经校准的传感器,应给出特性方程、线性、迟滞、重复性以及精度值。 1 传感器的校准曲线 设 X 为传感器的输入量(压力) ,Y 为传感器的输出(校准数据) 。 每个传感器有 K 个校准点 Xi(i=1、2K)。每个校准点均有 R 个正行程校准数据 Ycij 和 R 个反行程校准数据 Yfij(i=1、2R)。 按下面的公式求出各校准点的正、反行程校准数据平均值和总平均值: = = R j C
3、ijCi Y R Y 1 1 .(1) = = R j fijfi Y R Y 1 1 (2) )( 2 1 fiCii YYY+=.(3) 式中: Ci Y第 i 个校准点正行程校准数据的平均值; YCij第 i 个校准点上第 j 次正行程校准数据; fi Y第 i 个校准点反行程校准数据的平均值; Yfij第 i 个校准点上第 j 次反行程校准数据; i Y第 i 个校准点全部校准数据的总平均值。 由诸 Ci Y所连接成的线称为传感器的正行程校准曲线; 由诸 fi Y所连接成的线称为传感器 的反行程校准曲线,由诸 i Y所连接成的线称为传感器的校准曲线。 2 传感器的工作直线 为了实际使用
4、的方便,往往用一条工作直线来代替实际的校准曲线。由它来反映传感 PDF created with pdfFactory trial version 压力传感器静态精度计算方法 第 2 页 共 5 页 器的输入和输出之间的关系。传感器的工作直线可用下面的特性议程来表示。 Y=a+bX(4) 式中:a工作直线在 Y 轴上的截距; b工作直线的斜率。 传感器的工作直线是根据校准数据采用最小二乘法来确定的。 根据校准数据,可按下述公式求得直线议程的截距 a 和斜率 b; = = = K i K i ii K i K i K i iiii XXK YXYXK b 1 2 1 2 111 )( .(5)
5、xbY XXK YXXYX a K i K i ii K i K i K i iii K i ii = = = = 1 2 1 2 1111 2 )( .(6) 式中: = = K i i Y K Y 1 1 (7) = = K i i X K X 1 1 .(8) 对于通常的等间隔校准,即 Xi+1=Xi+h(h 为传感器两相邻校准点的输入差值)。可利用表 1 提供的公式简捷地求得 b 值。 表表 1 校准点数 K b 的计算公式 6 (5Y6+3 Y5+Y4- Y3- 3Y2- 5Y1)/35h 7 (3Y7+2Y6+ Y5- Y3- 2Y2- 3Y1)/28h 8 (7Y8+5Y7+3Y
6、6+ Y5- Y4- 3Y3- 5Y2- 7Y1)/84h 9 (4y9+3y8+2Y7+Y6- Y4- 2Y3- 3Y2- 4Y1)/66h 10 (9Y10+7Y9+5Y8+3Y7+Y6- Y5- 3Y4- 5Y3- 7Y2- 9Y1)/165h 11 (5Y11+4Y10+3Y9+2Y8+Y7- Y5- 2Y4- 3Y3- 4Y2- 5Y1)/110h 为减少计算工作量,如有条件可采用具有统计计算功能的计算器或可编程序计算机来 迅速地得出直线方程。 3 传感器的静态基本性能指标 传感器的静态基本性能指标是指非线性、迟滞、重复性和精度。 31 非线性 L 非线性是指在规定条件下,传感器校准
7、曲线与工作直线的不一致性。在数值上用传感 器校准曲线与工作直线间的最大偏差对满量程输出的百分比值来表示。计算公式如下: %100 max = FS L Y L (9) 式中:maxL校准曲线与工作直线间的最大偏差(绝对值) ,见图 1; PDF created with pdfFactory trial version 压力传感器静态精度计算方法 第 3 页 共 5 页 FS Y传感器的满量程输出,等于 b(XKXi)。 32 迟滞 H 迟滞是指传感器在相同工作条件下作全测量范围校准时,正、反行程校准曲线间的最 大差值,在数值上用此最大差值对满量程输出的百分比来表示。计算公式如下: %100
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