压力传感器动态特性研究

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图 1 激 波 管 标 定 装 置 系 统 原 理 框 图
1 一高压室 ; 氐压室 ;一膜 片 ;一被标定 的传感器 ; 2 3 4
56 、一测速压力传感器 ; 7 一测 速前 置级 ; 8 一数字频率计 ;
9 测压前置级 ;0 一 1一记 录显示装置 ;
1 一气瓶 ; 一 气压 表 ; 一泄气 门 1 1 2 l 3
安徽省 高校 自然科学基金项 目( 编号 :5 20 8 0 0 12 )
20 08年第 5 期




・9・ 2
①压力幅值 范 围广 ; ②频率 范 围( k z 2 5 H ) 2 H 一 . M z 充分覆盖被校压力传感器 的各种模态 : ③产生较理
想 的阶跃 信号 , 于分 析 和 处 理 实 验 数 据 。激 波 管 便
仿 真研 究 。
关键 词 : 压 力传 感器 ;动 态校 准 ;建模
中 图分类 号 :M9 8 8 T 3.1 文 献标 识码 : B 文章编 号 :0 1— 84(0 8 O 0 2 10 0 7 2 0 )5— 0 8—0 3
Hale Waihona Puke St d p D n mi Ch r ce i i fPr s u e Se s r u yu y a c a a t r t o e s r n o sc
陈玉 , 刚 李
(. 1安徽 工程科 技学院 机械系 , 安徽 芜湖 2 10 ; . 40 0 2 国投电厂电建一公司 项 目部 ,安徽 宣城 2 2 5 ) 40 2

要 : 建 立 了压力 传感 器 的激 波管校 准 实验 系统 和传感 器 的动态数 学模 型 , 行 了实验研 究和 进
被标定 压力传感器可放在低 压段 的端 面或侧 面 。放在 端 面 的好 处 : 力传 感 器 上 的压 力 上 升 时 压
别充以不同压力的气体 , 低压室一般为一个大气压 ,
仅给高压室充气 , 当高低压室的压力差达到一定程
安徽省高等学校 青年教师科研资 助计划项 目( 号 : 编
20 jl 8 ) 0 7q 7 ; 0
传感器的动态特性是指传感器对 于随时间变化 的输 入量 的响应 特 性 。直 至 目前 为 止 , 感 器 的 动 传
态性 能和 静态 性能 是分 开 研 究 的 , 究 动 态 性 能 时 研
度 时膜 片破 裂 , 高压 室 的气 体 膨 胀 冲 人低 压 室 从 而 形 成激 波 。这个 激 波 的波 阵 面压 力 保 持 恒 定 , 近 接 理 想 的阶 跃 波 , 以 超 音 速 冲 向 被 标 定 的传 感 器 。 并 传 感器 在激 波 的激励 下按 固有频率 产 生一个 衰 减振 荡。
Ab ta t sr c : T e d n mi ai r t n t s s s m n t e t mo e o r s u e s n o r e p T e h y a c l ai et y t c b o e a d ma h mai c d l fr p e s r e s r a e s t u . h
1一输出瞬态响应首先对进行预处理后的实验输入输出数据茗n和yn运用时间域建模方法直接求出传感器的差分方程模型求得模型后将输入的动态激励信号作为差分方程的输入通过计算机仿真计算出模型的输出检验模型质量

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机 电
20 年第 5 08 期
压 力 传感 器 动 态 特 性 研 究 术
认为其静 态性能是理想 的[。对传 感器 的动态性
能 的研究 具有 重要 的理 论 和现 实意义 。 1 技 术 方案 本 文 采 用 系统 辨 识 建 模 、 域 分析 和频 域 估计 时
相结合的分析方法 , 深入研究压 阻式压力传感器的 动态 特性 . 。 3 J
( )激波 管标 定装 置 1 激 波 管标 定 装 置 系 统 如 图 1所 示 。 它 由激 波 管、 入射 激 波测 速 系统 、 定 测量 系统 及气 源等 四部 标 分组成 。激波 管是 产 生 激 波 的 核 心 部分 , 由高 压 室 和低压 室组 成 , 中间用膜 片 隔开 , 激波 压力 的大 小 由 膜 片 的厚度 决定 。标 定 时 , 据 要 求 对 高低 压 室分 根
e p rme tla d smu ai n r s a c r e c be n d t i. xe i n a n i lto e e r h a e d s r d i e al i
Ke wo d y r s:
p e s r e s r y a c c a a trs c r su e s n o ;d n mi h r c e t ;mo ei g i i dl n
间短 , 可以得到比较理想的阶跃 ; 两个压电式压力传
感器可组成测速传感器 , 当激波掠过时 , 第一个传感 器 输 出触 发 频率 开始 计 时 , 第二 个终 止计 时 , 由于两 个传感器 间的距离在机械加工时有严格设计 , 故可
通过 计算 求 出 阶跃 压力 值 。 选用 激 波 管 作 为 系统 的校 准装 置 有 三 大优 点 :
算 阶跃 响应 的时域动 态性 能指 标 比较合 理 。
() 2 频域动态性能指标
频 域 的动 态性 能 指 标 中常见 的是 通频 带 频 率 , 也 即归 一 化 的对 数 幅频 特 性 曲线 在 一3 b处 的频 d
C HEN u Y ,L /
( . caia E g er gD p , n u nvrt o eh o g n c ne 1 Mehncl n i e n e . A h i i sy f cn l ya dSi c ,Wu u2 10 ,C ia n i U e i T o e h 4 0 0 hn ; 2 Poet e .o s lc cC nt co o , t. S I l tcP w rC . X ac eg 40 2, hn ) . r c D p f .Eet os ut nC . Ld , DC Ee r o e o , u nhn 2 5 C ia j 1t i r r i ci 2