高精度压力传感器标定仪设计(2)
对于新研制作出来的压力传感器，或新购买的压力传感器，由于制作工艺及一些外界因素的影响，传感器的实际静态特性参数与理论参数之间会存在一定的偏差。对一个优质的传感器而言，其灵敏度、非线性、重复性等参数必须达到一定要求，才可以保证测量的准确性，因此，在使用压力传感器前，必须对压力传感器进行标定，以获得实际的性能参数，与精度等级[3]。此外，即使对于标定过的压力传感器而言，在放置或使用一段时间后，由于外界因素的影响，压力传感器的静态参数也会发生改变，因此，对于标定过的压力传感器也必须定期对其性能参数进行校准。
常见的压力传感器静态标定装置有：①标准活塞式压力计，②杠杆式测力计，③弹簧式测力计，④球浮式压力计[4]。活塞式压力计因具有精度高、量程宽、性能稳定、操作方便等特点，被广泛的用来校准或标定各种精度等级的压力传感器和压力计。但是在进行标定的过程中，需要操作人员不断的搬运砝码，对于操作人员会很辛苦，而且还会产生一些的误差，在一定条件下，还需要对压力公式中的一些系数进行修正。除此之外，活塞式压力计在标定过程中，不能产生连续的平衡压力值，标定时所产生的标准压力p有限，导致所得数据量有限，因此这种标定方式有一定的弊端[5]。
为克服这种弊端，需要对目前加载砝码式的活塞式压力标定装置进行改进设计，使用一个标准压力传感器，来标定工作压力传感器。与传统标定方法相比较，其操作更为直观、方便，可测量连续的压力值，并且可以借助现在的自动测量技术，实现多元化、自动化的压力测量，及时对测量结果做出分析评估。
因此，综上所述对于传统的标定装置进行改进，有着重要的意义，不仅可以实现精确的标定，省去传统标定繁琐的步骤，而且也是实现压力标定自动化的开端。
1.2 国内外概况
1.2.2 国内概况
2 压力传感器标定仪的总体设计
2.1 系统总体方案设计
所谓压力传感器的标定，就是采用精度比其高几个数量级的标准器件，将已知的压力量作用于被标定的传感器上，得到其输出量与已知压力量之间的对应关系，并依据这种关系确定传感器的特性指标[10]。
压力传感器在使用之前都需要对其进行标定，目前使用较多的标定装置为活塞式压力计，但如第一章所述，活塞式压力计对压力传感器标定时，存在一定的弊端，为克服这种弊端，使用标准压力传感器对工作传感器进行标定，对传统的活塞式压力传感器进行改进设计。
如图2.1，为活塞式压力计，主要组成有活塞式液压缸、储油杯、截止阀、压力表、砝码等。在对传感器进行标定时，通过手轮对液压缸内的液压油进行加压，根据流体静力学中液压压力传递、平衡原理，该外加压力传递到活塞缸内顶起活塞，由于活塞上部是承重盘和标准砝码，当油液压力产生的力与承重盘和砝码的重力相平衡时，活塞便处于某一平衡位置，此时便可以得到压力传感器的输出量，与标准压力P之间的关系，经过一系列的测量与计算，可实现对压力传感器的标定。
图2.1 活塞式压力计
通过对活塞式压力计的分析，按照所给要求对活塞式压力计进行改进，实现标准压力传感器输出量对应的压力值与工作压力传感器的输出量之间的关系，并以此对工作压力传感器进行标定。其具体的设计参数为：