在工程试验中,传感器的校准应在与其使用条件相似的环境条件下进行。为了获得更高的校准精度,应校准传感器及其相关测试系统,如滤波器、放大器和电缆。校准期间,应根据传感器规定的安装条件安装传感器。对于高频短脉冲冲击校准,如果传感器的安装扭矩和接触刚度不同,传感器的谐振频率会发生很大变化。这一点值得注意。
校准设备主要用于确定传感器的转换特性。例如,压电压力传感器在接收压力后会输出充电信号,即压力信号会被传感器转换成充电信号。多大的压力能导致它产生多大的电荷不能由传感器本身决定,必须依靠特殊的设备。用专用设备确定这种转换关系的过程称为校准,计量学称为校准,即用标准装置确定传感器的输入输出关系。
不同功能的传感器需要不同的校准设备。即使使用相同的传感器,校准设备也是不同的,精度要求也不同。传感器校准技术不断进步,新的校准设备不断出现。今天,介绍力传感器的校准设备。
1)力测量重量。
最简单的力校准设备是各种测力砝码。国家基准力测量装置是一种固定的基准力测量机。中国的100tf基准测力装置安装在中国计量科学研究院四川省大邑分院。参考测力计实际上是由一组直接加载的砝码(恒重砝码)组成,这些砝码反映了重力场中的参考力值。
测力计的负载由重物1和2通过杠杆3产生,并且负载被施加到测力计16以进行验证。
杠杆本身的重量由配重7平衡和抵消。重物的升降、悬挂和卸载,以及待测测功机的加载和卸载,都是通过电机拖动丝杠来实现的。
水力测功机的量程很大,有200kN、300kN、500kN、600kN、1.5MN、2MN、5MN等。
2)拉压(环形)测功机。
拉压式测功机的弹性体为椭圆形钢圈,圆形体受力后的变形与施加的力成线性关系。
该力由活塞液压装置施加。该设备由螺旋压力机、带杠杆放大的标准测力计和百分表头组成。校准过程中,校准后的传感器可与标准测功机串联安装,通过比较法校准,并通过螺钉加载。
环形测力计也可以有更高的精度。
除了用杠杆放大系统和百分表读数外,还有用光学显微镜读取测力环变形的标准测力计。如果用激光干涉仪测量标准测力环的变形,并将显示的结果用微机处理直接得到力值,会有较高的精度。