壓力傳感器動態(tài)特性與補償技術(shù)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和工程實踐等領(lǐng)域越來越多地要求進行動態(tài)壓力測量，要求深入地了解許多瞬態(tài)過程中壓力的變化規(guī)律。壓力傳感器是壓力測試系統(tǒng)的核心部件，其動態(tài)特性決定著整個系統(tǒng)的動態(tài)性能。本文主要研究壓力傳感器的動態(tài)特性，具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)構(gòu)建了正弦壓力動態(tài)實驗系統(tǒng)平臺，該實驗平臺由壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)、正弦壓力發(fā)生器、信號調(diào)理系統(tǒng)、參考傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等組成。利用LabVIEW設(shè)計了正弦壓力

2、動態(tài)實驗系統(tǒng)平臺的應(yīng)用軟件，實現(xiàn)了對所采集數(shù)據(jù)的讀取、顯示和分析。針對PCB公司113B38系列某壓電式壓力傳感器，通過正弦激勵比對了該傳感器和參考傳感器的特性，并得到了該傳感器在相同壓力不同頻率點處的波形相對失真度。波形相對失真度在0.4Hz時為34.74％，在1kHz時為0.61％。通過重復(fù)性實驗對正弦壓力動態(tài)實驗系統(tǒng)平臺在100Hz～5kHz范圍內(nèi)的5個頻率點的不確定度進行了分析。
　　(2)為了研究壓力傳感器的高頻動態(tài)特性

3、，本文在激波管動態(tài)實驗系統(tǒng)平臺上對ENDEVCO公司8530C系列某壓阻式壓力傳感器和PCB公司113B26系列某壓電式壓力傳感器進行了動態(tài)校準(zhǔn)實驗，獲取了傳感器的上升時間、超調(diào)量、動態(tài)靈敏度等動態(tài)性能指標(biāo)。通過重復(fù)性實驗對這些時間域指標(biāo)的動態(tài)重復(fù)性進行了分析，計算的動態(tài)重復(fù)性最大為12.22％。運用改進的最小二乘算法分別建立了8510C系列和8530C系列某傳感器的數(shù)學(xué)模型，估計了其工作頻帶、通頻帶等頻率域動態(tài)性能指標(biāo)。通過重復(fù)性實驗

4、對頻率域動態(tài)指標(biāo)的動態(tài)重復(fù)性進行了分析，計算的動態(tài)重復(fù)性最大為3.85％。
　　(3)針對瞬態(tài)壓力測試中傳感器動態(tài)特性不足的情況，在研究零極點配置設(shè)計補償濾波器理論的基礎(chǔ)上，對上述8510C和8530C系列的兩支傳感器進行了補償。其±2％幅值誤差的工作頻帶由之前的14.85kHz和34.55kHz拓寬到104.1kHz和188.2kHz。
　　通過對壓力傳感器動態(tài)特性實驗和動態(tài)補償方法的研究，可以較好地了解傳感器低頻、高頻以