第16章传感器的标定优秀PPT.ppt

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1、第16章传感器的标定现在学习的是第1页，共72页第第16章章 传感器的标定传感器的标定 所所谓谓传传感感器器的的标标定定，是是是是指指指指通通通通过过过过试试试试验验验验建建建建立立立立传传传传感感感感器器器器输输输输出出出出与与与与输输输输入入入入之之之之间间间间的的的的关关关关系系系系并并并并确确确确定定定定不不不不同同同同使使使使用用用用条条条条件件件件下下下下的的的的误误误误差差差差这这这这样一个过程。样一个过程。样一个过程。样一个过程。一一般般来来说说，对对传传感感器器进进行行标标定定时时，必必须须以以国国家家和和地地方方计计量量部部门门的的有有关关检检定定规规程程为为依依据据，选选

2、择择正正确确的的标标定定条条件件和和适适当当的的仪仪器器设设备备，并并按按照照一一定定的的程序进行。程序进行。现在学习的是第2页，共72页第第16章章 传感器的标定传感器的标定16.1 传感器标定的意义传感器标定的意义16.2 传感器的静态标定传感器的静态标定16.3 用实验确定传感器的动态参数用实验确定传感器的动态参数16.4 传感器的动态标定传感器的动态标定现在学习的是第3页，共72页16.1 传感器标定的意义传感器标定的意义 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)是是设设计计、制制造造和和使使用用传传感感器器的的一一个个重重要要环环节节。任任何何传传

3、感感器器制制造造、装装配配完完毕毕，都都必必须须对对设设计计指标进行标定试验，以保证量值的准确传递。指标进行标定试验，以保证量值的准确传递。(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据据据又又又又可可可可作作作作为为为为改改改改进进进进传传传传感感感感器设计的重要依据。器设计的重要依据。器设计的重要依据。器设计的重要依据。现在学习的是第4页，共72页16.1 传感器

4、标定的意义传感器标定的意义 (3 3)传传感感器器使使用用、存存储储一一段段时时间间后后，也也必必须须对对其其主主要要技技术术指指标标进进行行复复测测，称称为为校校准准(校校准准和和标标定定本本质质上是一样的上是一样的)，以确保其性能指标达到要求。，以确保其性能指标达到要求。，以确保其性能指标达到要求。，以确保其性能指标达到要求。(4)对对出出现现故故障障的的传传感感器器，若若经经修修理理还还可可继继续续使使用用，修修理理后后也也必必须须再再次次进进行行标标定定试试验验，因因为为它它的的某某些些指标可能发生了变化。指标可能发生了变化。现在学习的是第5页，共72页16.1 传感器标定的意义传感器

5、标定的意义万能拉力试验机如图所示。万能拉力试验机如图所示。万能拉力试验机如图所示。万能拉力试验机如图所示。现在学习的是第6页，共72页16.1 传感器标定的意义传感器标定的意义 2.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

6、来(待待标标定定传传感感器器本本身身包包括括后后续续测测量量电电路路和和显显示示部部分分时时，标标定定系系统统也也可可不不要要输输出出量量测测量量环环节节)；对对所所获获得得的的传传感感器器输输入入量量和和输输出出量量进进行行处处理理和和比比较较，从从而而得得到到一一系系列列表表征征两两者者对对应应关关系系的的标标定定曲曲线线，进进而而得得到到传传感器的性能指标。感器的性能指标。现在学习的是第7页，共72页16.1 传感器标定的意义传感器标定的意义 3.传感器标定的分类传感器标定的分类 (1 1)根据标定时所用的设备进行分类根据标定时所用的设备进行分类 绝绝绝绝对对对对标标标标定定定定法法法法

7、。被被测测量量是是由由高高精精度度的的设设备备产产生生并并测量其大小的。特点：精度较高，但较复杂。测量其大小的。特点：精度较高，但较复杂。相相对对标标定定法法或或或或比比对对标标定定法法。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。特特特特点点点点：简简简简单单单单易易易易行行行行，但标定精度较低。但标定精度较低。但标定精度较低。但标定精度较低。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现在学习的是第8页，共72页16.1 传感器

8、标定的意义传感器标定的意义 (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。确确定定传传感感器器的的静静态态指指标标，主主要要有有线线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。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，主主主主要要要要有有有有时时时时间间间间常数、谐振频率和阻尼比等。常数、谐振频率和阻尼比等。常数、谐振频率和阻尼比等。常数、谐振频率和阻尼比等。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

9、测测量量量量方方方方向向向向(因因素素)的的的的灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度、温度响应、环境影响等进行标定。温度响应、环境影响等进行标定。温度响应、环境影响等进行标定。温度响应、环境影响等进行标定。现在学习的是第9页，共72页16.1 传感器标定的意义传感器标定的意义 以压电加速度传感器为例以压电加速度传感器为例以压电加速度传感器为例以压电加速度传感器为例 工工工工作作作作特特特特性性性性标标标标定定定定项项项项目目目目包包包包括括括括：参参参参考考考考灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度、幅幅幅幅频频频频响响响响应应应应、相相相相频频频频响响响响应应应应、安安安安装装装装谐谐谐谐振振振振频频频频率率率率、幅

10、幅幅幅值值值值线线线线性性性性度度度度、年年年年稳稳稳稳定定定定性、横向灵敏度比、电阻抗等。性、横向灵敏度比、电阻抗等。性、横向灵敏度比、电阻抗等。性、横向灵敏度比、电阻抗等。环环境境特特性性标标定定项项目目包包括括：温温度度响响应应、瞬瞬变变温温度度灵灵敏敏度度、气气密密性性、基基座座主主应应变变灵灵敏敏度度、声声灵灵敏敏度度、磁磁灵灵敏敏度度、安安装装力力矩矩灵灵敏敏度度、极极限限加加速速度度等。等。现在学习的是第10页，共72页16.1 传感器标定的意义传感器标定的意义 物物物物理理理理、几几几几何何何何参参参参数数数数的的的的测测测测试试试试包包包包括括括括：重重重重量量量量、极极极极

11、性性性性、电电电电缆缆缆缆特特特特性性性性、接接接接插插插插件件件件型型型型号号号号、安安安安装装装装螺螺螺螺纹纹纹纹、外外外外形形形形尺尺尺尺寸寸寸寸、结结结结构形式等。构形式等。构形式等。构形式等。现在学习的是第11页，共72页16.1 传感器标定的意义传感器标定的意义 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的的的的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，亦亦亦亦即即即即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

12、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

13、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在在在实实实实测中产生较小的误差。测中产生较小的误差。测中产生较小的误差。测中产生较小的误差。现在学习的是第12页，共72页16.1 传感器标定的意义传感器标定的意义 提提高高标标定定设设备备、指指示示仪仪器器的的精精度度有有助助于于提提高高标标定定精精度度。按按有有关关规规定定，

14、标标定定设设备备、指指示示仪仪器器的的精精度度都都有有最最低低要要求求。在在此此规规定定上上，标标定定设设备备和和指指示示仪仪器器的的精精度度越高，标定的精度也越高。越高，标定的精度也越高。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，不不不不同同同同方方方方法法法法精精精精度度度度不不不不同同同同，因因因因此此此此，提高对标定数据处理的精度也很重要。提高对标定数据处理的精度也很重要。提高对标定数据处理的精度也很重要。提高对标定数据处理的精度也很重要。现在学习的是第13页，共72页16.1 传感器标定的意义传感器标定的意义 还还还还应应应应注注注注意意意意减减减减小

15、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。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明显显显显的

16、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式。若能在测量现场进行

17、标定，则效果更好。公式。若能在测量现场进行标定，则效果更好。公式。若能在测量现场进行标定，则效果更好。公式。若能在测量现场进行标定，则效果更好。现在学习的是第14页，共72页第第16章章 传感器的标定传感器的标定16.1 传感器标定的意义传感器标定的意义16.2 传感器的静态标定传感器的静态标定16.3 用实验确定传感器的动态参数用实验确定传感器的动态参数16.4 传感器的动态标定传感器的动态标定现在学习的是第15页，共72页16.2 传感器的静态标定传感器的静态标定16.2.1 静态标定的条件与仪器精度静态标定的条件与仪器精度16.2.2 静态标定的过程步骤静态标定的过程步骤16.2.3 常

18、用静态标定装置常用静态标定装置16.2.4 传感器静态标定举例传感器静态标定举例现在学习的是第16页，共72页16.2.1 静态标定的条件与仪器精度静态标定的条件与仪器精度 1.传感器静态标定的条件传感器静态标定的条件 静静静静态态态态标标标标定定定定是是是是在在在在静静静静态态态态标标标标准准准准条条条条件件件件下下下下进进进进行行行行的的的的。静静静静态态态态标标标标准准准准条条条条件件件件是是是是指指指指无无无无加加加加速速速速度度度度、振振振振动动动动与与与与冲冲冲冲击击击击(除除除除非非非非这这这这些些些些参参参参数数数数本本本本身身身身就就就就是是是是被被被被测测测测物物物物理理理

19、理量量量量)，环环环环境境境境温温温温度度度度一一一一般般般般为为为为室室室室温温温温(20 5)，相相相相对对对对湿湿湿湿度不大于度不大于度不大于度不大于85%，大气压力为，大气压力为101.32101.327.999 kPa。现在学习的是第17页，共72页16.2.1 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 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 为为保保保保证证证证标标标标定定定定精精精精度度度度，必必必必须须须须选选选选择择择择与与与与被被被被标标标标定定定定传传传传感感感感器器器器精精精精度度度度要要要要求求求求相相相相适适适适应应

20、应应的的的的一一一一定定定定等等等等级级级级的的的的标标标标准准准准器器器器具具具具(一一般般所所用用测测量量仪仪器器和和设设备备的的精精度度至至少少要要比比被被标标定定传传感感器器的的精精度度高高一一个个量量级级)，它它它它应应应应符符符符合合合合国国国国家家家家计计计计量量量量量量量量值值值值传传传传递递递递的的的的规规规规定定定定，或或或或经经经经计计计计量部门检定合格。量部门检定合格。量部门检定合格。量部门检定合格。现在学习的是第18页，共72页16.2 传感器的静态标定传感器的静态标定16.2.1 静态标定的条件与仪器精度静态标定的条件与仪器精度16.2.2 静态标定的过程步骤静态标

21、定的过程步骤16.2.3 常用静态标定装置常用静态标定装置16.2.4 传感器静态标定举例传感器静态标定举例现在学习的是第19页，共72页16.2.2 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 将将传传感感器器全全量量程程(测测测测量量量量范范范范围围围围)分分成成若若干干等等间间距距点。点。根根根根据据据据传传传传感感感感器器器器量量量量程程程程分分分分点点点点情情情情况况况况，由由由由小小小小到到到到大大大大逐逐逐逐渐渐渐渐一一一一点点点点一一一一点地输入标准量值，并记录与各输入值对应的输出值。点地输入标准量值，并记

22、录与各输入值对应的输出值。点地输入标准量值，并记录与各输入值对应的输出值。点地输入标准量值，并记录与各输入值对应的输出值。将将将将输输输输入入入入值值值值由由由由大大大大到到到到小小小小一一一一点点点点一一一一点点点点地地地地减减减减下下下下来来来来，同同同同时时时时记记记记录与各输入值对应的输出值。录与各输入值对应的输出值。录与各输入值对应的输出值。录与各输入值对应的输出值。现在学习的是第20页，共72页16.2.2 静态标定的过程步骤静态标定的过程步骤 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、反反反反行行行行程程程程往往往往复复

23、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3 3 1010次次次次)，将将得得到到的的输输出出输输入测试数据用表格列出或绘成曲线。入测试数据用表格列出或绘成曲线。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复复复性性性性等等等等静静静静态态态态特特特特性指标。性指标。性指标。性指标。现在学习的是第21页，共72页16.2 传感

24、器的静态标定传感器的静态标定16.2.1 静态标定的条件与仪器精度静态标定的条件与仪器精度16.2.2 静态标定的过程步骤静态标定的过程步骤16.2.3 常用静态标定装置常用静态标定装置16.2.4 传感器静态标定举例传感器静态标定举例现在学习的是第22页，共72页16.2.3 常用静态标定装置常用静态标定装置 1.力标定装置力标定装置力标定装置力标定装置 图图示示是是一一种种杠杠杆杆式式测测力力机机原原理理，这这是是一一种种直直接接加测力砝码的标定装置。加测力砝码的标定装置。1支支架架；2传传感感器器；3杠杆；杠杆；4砝码砝码现在学习的是第23页，共72页16.2.3 常用静态标定装置常用静

25、态标定装置 2 2.压力标定装置压力标定装置压力标定装置压力标定装置 常常常常用用用用压压压压力力力力标标标标定定定定装装装装置置置置有有有有：活活活活塞塞塞塞压压压压力力力力计计计计(用用作作从从10 Pa到到到到几几几几千千千千MPa的的压压力力标标定定设设备备)；杠杠杠杠杆杆杆杆式式式式压压压压力力力力标标标标定定定定机机机机；弹弹弹弹簧簧簧簧测测测测力力力力计计计计式式式式压压压压力力力力标标标标定定定定机机机机；水水水水银银银银压压压压力力力力计计计计(用用作作从从10 10 PaPa到到到到几几几几千千千千MPa的的的的压压压压力力力力标标标标定定定定设设设设备备备备)；麦麦麦麦式

26、式式式真真真真空空空空计计计计(在在133.332133.332 10105133.332 10 Pa范范范范围围围围内内内内用用用用来来来来产产生生标准压力标准压力)。现在学习的是第24页，共72页16.2.3 常用静态标定装置常用静态标定装置 杠杠杆杆式式压压力力标标定定机机如如图图所所示示。标标定定时时，加加上上所所需需砝砝码码后后，把把凸凸轮轮放放倒倒，使使传传感感器器突突然然受受到到力力的的作作用用。一一次次标标定定必必须须在在短短时时间间内内完完成成，约约数数秒秒钟。钟。1传传感感器器；2支支柱柱；3杠杠杆杆；4凸凸轮轮；5砝码砝码现在学习的是第25页，共72页16.2.3 常用静

27、态标定装置常用静态标定装置 3 3.位移标定设备位移标定设备 位位移移标标定定设设备备主主要要是是各各种种长长度度的的计计量量器器具具。包包括括：各各种种直直尺尺；深深深深度度度度尺尺尺尺；深深深深度度度度千千千千分分分分尺尺尺尺；量量块块；塞规；塞规；专门制造的标准样柱等。专门制造的标准样柱等。专门制造的标准样柱等。专门制造的标准样柱等。其中，量块的其中，量块的精度最高，使用方便，标定范围广。精度最高，使用方便，标定范围广。精度最高，使用方便，标定范围广。精度最高，使用方便，标定范围广。现在学习的是第26页，共72页16.2.3 常用静态标定装置常用静态标定装置 4.温度标定设备温度标定设备

28、 低低温温至至630.74 630.74 主主主主要要要要用用用用铂铂铂铂电电电电阻阻阻阻温温温温度度度度计计计计，630.741064 用用用用铂铂铂铂铑铑铑铑-铂铂热热电电偶偶，1064 以以以以上上上上则则则则用用用用光光光光学高温计。学高温计。学高温计。学高温计。现在学习的是第27页，共72页16.2.3 常用静态标定装置常用静态标定装置 5 5.应变标定设备应变标定设备 一一一一般般般般是是是是用用用用加加加加载载载载后后后后能能能能产产产产生生生生均均均均匀匀匀匀、准准准准确确确确的的的的一一一一维维维维应应应应力力力力的的的的装装装装置置置置，常常常常用用用用泊泊泊泊松松松松比比

29、比比为为为为0.285的的合合金金钢钢制制作作的的等等弯弯矩矩梁梁或或等等强强度度悬悬臂臂梁梁来来实实现现。梁梁的的应应变变常常用用挠挠度计转换后测得。度计转换后测得。现在学习的是第28页，共72页16.2 传感器的静态标定传感器的静态标定16.2.1 静态标定的条件与仪器精度静态标定的条件与仪器精度16.2.2 静态标定的过程步骤静态标定的过程步骤16.2.3 常用静态标定装置常用静态标定装置16.2.4 传感器静态标定举例传感器静态标定举例现在学习的是第29页，共72页16.2 传感器的静态标定传感器的静态标定16.2.1 静态标定的条件与仪器精度静态标定的条件与仪器精度16.2.2 静态

30、标定的过程步骤静态标定的过程步骤16.2.3 常用静态标定装置常用静态标定装置16.2.4 传感器静态标定举例传感器静态标定举例现在学习的是第30页，共72页第第16章章 传感器的标定传感器的标定16.1 传感器标定的意义传感器标定的意义16.2 传感器的静态标定传感器的静态标定16.3 用实验确定传感器的动态参数用实验确定传感器的动态参数16.4 传感器的动态标定传感器的动态标定现在学习的是第31页，共72页16.3 用实验确定传感器的动态参数用实验确定传感器的动态参数 与与与与动动动动态态态态响响响响应应应应有有有有关关关关的的的的参参参参数数数数，一一一一阶阶阶阶传传传传感感感感器器器器

31、只只只只有有有有一一一一个个个个时时时时间间间间常常常常数数数数t t，二二二二阶阶阶阶传传传传感感感感器器器器则则则则有有有有谐谐谐谐振振振振频频频频率率率率w w0和和阻阻尼尼比比x x两两个个参参数数。通通过过实实验验确确定定这这些些参参数数的的方方法法很很多多，如如通通过过测测量量传传感感器器的的阶阶阶阶跃跃跃跃响响响响应应应应、正正弦弦响响应应、线线线线性性性性输输输输入入入入响响响响应应应应、白白噪噪声声，及及机机械械振振动动法法等等。其其中中最最常常用用的的是是测测量量传传感感器器的的阶阶跃跃响应。响应。现在学习的是第32页，共72页16.3 用实验确定传感器的动态参数用实验确定

32、传感器的动态参数16.3.116.3.1 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16.3.2 实验确定二阶传感器谐振频率与阻尼比实验确定二阶传感器谐振频率与阻尼比 的方法的方法的方法的方法16.3.316.3.3 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16.3.416.3.4 确定高阶传感器动态参数的方法确定高阶传感器动态参数的方法现在学习的是第33页，共72页16.3.1 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 对对一一阶阶传传感感器器，测测得得阶阶跃跃响响应应后后，输输出出值值达达到到稳稳态态值值的的63.2%所所所所经

33、经经经历历历历的的的的时时时时间间间间即即即即为为为为它它它它的的的的时时时时间间间间常常常常数数数数。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靠的结果常采用下面的方法。可靠的结果常采用下面的方法。可靠的结果常采用下面的方法。可靠的结果常采用下面的方法。现在学习的是第34页，共72页16.

34、3.1 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 一阶传感器的阶跃响应为一阶传感器的阶跃响应为令令zt/t t，上式可改写为，上式可改写为 依依据据测测得得的的y(t)由由上上式式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 tD Dt/D Dz可可确确定定时时间常数。如下图所示。间常数。如下图所示。现在学习的是第35页，共72页16.3.1 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 这这这这种种种种方方方方法法法法考考考考虑虑虑虑了了了了瞬瞬瞬瞬态态态态响响响响应应应应的的的的全全全全过过过过

35、程程程程，具具具具有有有有较较较较高高高高的的的的可可可可靠靠靠靠性性性性。另另另另外外外外，还还还还可可可可根根根根据据据据z z-t t曲曲线线与与直直线线的的符符合合程程度度判判断断传感器与一阶传感器的符合程度。传感器与一阶传感器的符合程度。现在学习的是第36页，共72页16.3 用实验确定传感器的动态参数用实验确定传感器的动态参数16.3.116.3.1 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16.3.2 实验确定二阶传感器谐振频率与阻尼比实验确定二阶传感器谐振频率与阻尼比 的方法的方法的方法的方法16.3.3 确定传感器动态参数的其他方法确定传感器动态参数的

36、其他方法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16.3.4 确定高阶传感器动态参数的方法确定高阶传感器动态参数的方法确定高阶传感器动态参数的方法确定高阶传感器动态参数的方法 现在学习的是第37页，共72页16.3.2 实验确定二阶传感器谐振频率实验确定二阶传感器谐振频率与阻尼比的方法与阻尼比的方法 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 x0.7 0.8的的的的欠欠欠欠阻阻阻阻尼尼尼尼系系系系统统统统。输输输输入入入入阶阶阶阶跃跃跃跃信信信信号号号号时时时时，典典典典型型型型的的的的欠欠欠欠阻阻阻阻尼

37、尼尼尼二二二二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角角角角频频频频率率率率w wd d作作衰衰减减振振荡荡的的，如如图图所所示示。角角频频率率w wd d为为为为现在学习的是第38页，共72页16.3.2 实验确定二阶传感器谐振频率实验确定二阶传感器谐振频率与阻尼比的方法与阻尼比的方法于是可将式于是可将式于是可将式于是可将式(1.5656)改写为改写为现在学习的是第39页，共72页16.3.2 实验确定二阶传感器谐振频率实验确定二阶传感器谐振频率与阻尼比的方法与阻尼比的方法 按按照照求求极极值值的的通通用用方方法法，可可求求得得各各振振荡荡峰

38、峰值值所所对对应应的的时时间间为为t tkk kp p p p/w wd(k k0,1 1,2,)。将将到到达达第第一一个个极极大大值值所所用用的的时时间间tmmp p p p/w wd d代入式代入式(1616.11)得得得得现在学习的是第40页，共72页16.3.2 实验确定二阶传感器谐振频率实验确定二阶传感器谐振频率与阻尼比的方法与阻尼比的方法 所以，测出过调量所以，测出过调量s s，即可得阻尼比，即可得阻尼比，即可得阻尼比，即可得阻尼比x x为为由由t tmmp p/w w w wd可得可得现在学习的是第41页，共72页16.3.2 实验确定二阶传感器谐振频率实验确定二阶传感器谐振频率

39、与阻尼比的方法与阻尼比的方法 若若若若测测测测得得得得阶阶阶阶跃跃跃跃响响响响应应应应的的的的较较较较长长长长变变变变化化化化过过过过程程程程，则则则则可可可可获获获获得得得得可可可可靠性更高的谐振频率和阻尼比。靠性更高的谐振频率和阻尼比。靠性更高的谐振频率和阻尼比。靠性更高的谐振频率和阻尼比。现在学习的是第42页，共72页16.3 用实验确定传感器的动态参数用实验确定传感器的动态参数16.3.116.3.1 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16.3.216.3.2 实验确定二阶传感器谐振频率与阻尼比实验确定二阶传感器谐振频率与阻尼比实验确定二阶传感器谐振频率与

40、阻尼比实验确定二阶传感器谐振频率与阻尼比 的方法的方法16.3.3 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16.3.416.3.4 确定高阶传感器动态参数的方法确定高阶传感器动态参数的方法 现在学习的是第43页，共72页 1 1.正弦信号响应法正弦信号响应法 测量传感器正弦稳态响应的幅值和相角，然后得测量传感器正弦稳态响应的幅值和相角，然后得测量传感器正弦稳态响应的幅值和相角，然后得测量传感器正弦稳态响应的幅值和相角，然后得到稳态正弦输出信号与输入信号的幅值比和相位差。到稳态正弦输出信号与输入信号的幅值比和相位差。到稳态

41、正弦输出信号与输入信号的幅值比和相位差。到稳态正弦输出信号与输入信号的幅值比和相位差。逐渐改变输入正弦信号的频率，重复前述过程，即可逐渐改变输入正弦信号的频率，重复前述过程，即可逐渐改变输入正弦信号的频率，重复前述过程，即可逐渐改变输入正弦信号的频率，重复前述过程，即可得到幅频和相频特性曲线。由幅频和相频特性曲线可得到幅频和相频特性曲线。由幅频和相频特性曲线可得到幅频和相频特性曲线。由幅频和相频特性曲线可得到幅频和相频特性曲线。由幅频和相频特性曲线可确定传感器的动态特性参数。确定传感器的动态特性参数。确定传感器的动态特性参数。确定传感器的动态特性参数。16.3.3 确定传感器动态参数的其他方法

42、确定传感器动态参数的其他方法现在学习的是第44页，共72页 (1 1)一一一一阶阶阶阶传传传传感感感感器器器器时时时时间间间间常常常常数数数数的的的的确确确确定定定定 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3 3 dBdB处处所所对对应应的的角角频频率率为为w w1 1/t t t t，由由此此可可确确定定t t t t。这是因为。这是因为。这是因为。这是因为当当w w1/t t 时，时，A(w w)下降下降3 dB。16.3.3 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现在学习的是第45页，共

43、72页 (2 2)二二阶阶传传感感器器时时间间常常数数的的确确定定 在在欠欠阻阻尼尼情情况况下下，由由幅幅频频特特性性曲曲线线可可测测得得共共振振时时的的增增益益A(w w w wr)和共振角频率和共振角频率和共振角频率和共振角频率w wr。16.3.3 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现在学习的是第46页，共72页 根据根据根据根据令令得得16.3.3 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现在学习的是第47页，共72页将将w w w wr r代入代入A A(w w w w)的表达式得的表达式得16.3.3 确定传感器动态参数的其他方法确定传感器动态

44、参数的其他方法即可确定即可确定x x 和和w w0。虽虽然然理理论论上上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 w0，但但是是一一般般难难以以测测得得准准确确的的相相角角，所所以以很很少少这这样样做。做。现在学习的是第48页，共72页 2.随机信号法随机信号法随机信号法随机信号法 3 3.冲击信号法冲击信号法16.3.3 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现在学习的是第49页，共72页16.3 用实验确定传感器的动态参数用实验确定传感器的动态参数16.3.1 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实验确定一阶传感

45、器时间常数的方法实验确定一阶传感器时间常数的方法16.3.2 实验确定二阶传感器谐振频率与阻尼比实验确定二阶传感器谐振频率与阻尼比实验确定二阶传感器谐振频率与阻尼比实验确定二阶传感器谐振频率与阻尼比 的方法的方法16.3.316.3.3 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16.3.416.3.4 确定高阶传感器动态参数的方法确定高阶传感器动态参数的方法 现在学习的是第50页，共72页16.3.4 确定高阶传感器动态参数的方法确定高阶传感器动态参数的方法 如如如如果果果果传传传传感感感感器器器器属属属属三三三三阶阶阶阶

46、或或或或三三三三阶阶阶阶以以以以上上上上的的的的系系系系统统统统，则则则则需需需需分分分分别别别别求求求求出出出出传传传传感感感感器器器器输输输输入入入入和和和和输输输输出出出出的的的的拉拉拉拉氏氏氏氏变变变变换换换换，或或或或通通通通过过过过其其其其他他他他方方方方法法法法确确确确定定定定传传传传感感感感器器器器的的的的传传传传递递递递函函函函数数数数；再再再再进进进进行行行行因因因因式式式式分分分分解解解解，将将将将传传传传感感感感器器器器等等等等效效效效成成成成多多多多个个个个一一一一阶阶阶阶和和和和二二二二阶阶阶阶环环环环节节节节的的的的串串串串并并并并联联联联，进进进进而而而而分分分

47、分别别别别确确确确定定定定它它它它们们们们的的的的动动动动态态态态特特特特性性性性，最最最最后后后后以以以以其其其其中中中中最最最最差差差差的的的的作作作作为为为为传传传传感感感感器器器器的的的的动动动动态特性标定结果。态特性标定结果。态特性标定结果。态特性标定结果。现在学习的是第51页，共72页16.3 用实验确定传感器的动态参数用实验确定传感器的动态参数16.3.1 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16.3.2 实验确定二阶传感器谐振频率与阻尼比实验确定二阶传感器谐振频率与阻尼比实验确定二阶传感

48、器谐振频率与阻尼比实验确定二阶传感器谐振频率与阻尼比 的方法的方法的方法的方法16.3.316.3.3 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16.3.416.3.4 确定高阶传感器动态参数的方法确定高阶传感器动态参数的方法 现在学习的是第52页，共72页第第16章章 传感器的标定传感器的标定16.1 传感器标定的意义传感器标定的意义16.2 传感器的静态标定传感器的静态标定16.3 用实验确定传感器的动态参数用实验确定传感器的动态参数16.4 传感器的动态标定传感器的动态标定现在学习的是第53页，共72页16.4 传感器的动态标定传感器的动态标定 传传传传感感感感器器器器的

49、的的的动动动动态态态态标标标标定定定定主主主主要要要要用用用用于于于于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技技技技术术术术指指指指标标标标。因因因因为为为为传传传传感感感感器器器器种种种种类类类类繁繁繁繁多多多多，标标标标定定定定方方方方法法法法各各各各异异异异，仅仅仅仅介介介介绍绍绍绍几几几几种种种种常常常常用用用用的的的的动动动动态态态态标标标标定定定定设设设设备备备备，并并并并结结结结合合合合例例例例子子子子说说说说明明明明动动动动态态态态标标标标定的方法。定的方法。定的方法。定的方法。现在学习的是第54页，共72页16.4 传感器的动态标定传感器的动态标定1

50、6.4.1 常用动态标定设备常用动态标定设备16.4.2 动态标定举例动态标定举例现在学习的是第55页，共72页16.4.1 常用动态标定设备常用动态标定设备 对对对对传传传传感感感感器器器器进进进进行行行行动动动动态态态态标标标标定定定定时时时时，需需需需对对对对它它它它输输输输入入入入一一一一种种种种标标标标准准准准激激激激励励励励信信信信号号号号。常常常常用用用用的的的的标标标标准准准准激激激激励励励励信信信信号号号号分分分分为为为为周周期期信信号号和和和和瞬瞬瞬瞬变变变变信信信信号号号号两两类类。周周期期信信号号有有正正弦弦波波、三三角角波波等等等等，常常常常用用用用正正正正弦弦弦弦波