测试技术与传感器
实验报告
班级：
学号：
姓名：
任课老师：
年月日
实验一：静压力传感器标定系统
一、实验原理：
压力传感器输入—输出之间的工作特性，总是存在着非线性、滞后和不重复
性，对于线性传感器（如压力传感器）而言，就希望找出一条直线使它落在传感
器每次测量时实际呈现的标准曲线内，并相对各条曲线上的最大偏离值与该直线
的偏差为最小，来作为标定工作直线。标定工作线可以用直线方程=+表示。
y kx b
对压力传感器进行静态标定，就是通过实验建立压力传感器输入量与输出量
=+使它落之间的关系，得到实际工作曲线，然后，找出一条直线y kx b
在实际工作曲线内，由于方程中的x和y是传感器经测量得到的实验数据，因此一般采用平均斜率法或最小二乘法求取拟合直线。本实验通过最小二乘法求取拟合直线，并通过标定曲线得到其精度。即常用静态特性：工作特性直线、满量程输出、非线性度、迟滞误差和重复性。
二、准备实验：
1)调节活塞式压力计底座四个调节旋钮，使整个活塞式压力计呈水平状态
如图6所示；
2)松开活塞筒缩紧手柄，将活塞系统从前方绕水平轴转动，使飞轮在水平
转轴上方且活塞在垂直位置锁紧，调整活塞系统底座下部滚花螺母，使活塞筒上
的水平仪气泡居于中间位置，如图6，并紧固调水平处的滚花螺母；
图6 调节好，已水平
3)被标定三个压力传感器接在截止阀上（参见下图7），打开截止阀、进气
调速阀、进油阀，关闭进气阀和排气阀，将微调器的调节阀门旋出15mm左右位
置；
4)打开空气压缩机，待空气压缩机压力达到0.4MPa时，关闭压气机。因为
对于最大量程为0.25MPa的活塞式压力计，压力必须小于等于0.4MPa。
5)打开采集控制柜开关，检查串口连接情况。双击桌面的“压力传感器静
态标定”软件，进入测试系统，如图7所示。
图7 压力传感器标定系统
6)新建实验
单击工具栏“新建”按钮或者菜单栏“系统”下拉菜单中“新建实验”，在弹出的对话框中，输入学生姓名、学号和指导老师等信息后，点击登录即可开始做实验，如图8所示。
图8 新建实验
7)采集周期设定
点击操作选项中采集周期设定按钮，弹出如图9的对话框，键入2-20之间任意一采集周期值，以2为例，意为每2秒采集一次。本实验对每一个压力点进行5次采样，然后取其平均值。
图9 采样时间设定
三、开始实验：
1)在活塞系统上加所测压力点砝码；
2)缓慢打开进气阀门，使压力升至被校压力点附近，使活塞升起，并顺时针缓慢地转动飞轮以带动活塞，关闭进气阀，用微调器使活塞滚花螺母在工作位置指示线重合；
3)调至重合以后，点击菜单栏开始按钮或者操作按钮下开始按钮，弹出图10所示的标定点确定对话框，选择实验次数、行程、标准压力参数值；实验次数共分3轮，每一轮分别包括正、反行程，实验的标准压力参数值分别为0MPa、0.05 MPa、0.10 MPa、0.15 MPa、0.20 MPa、0.25 MPa六个数值，通过活塞式压力计的增添砝码来实现。选择好参数后，点击确定，可以开始该点的标定实验。
图10 标定点的确定
选择好操作面板上实验次数、标准压力、正反行程后，系统开始了采集数据。
点击数据按钮，可以看到图11所表示的数据对话框。可以直观的看到当前实验信息，包括轮次、行程、标准压力、压力传感器1、压力传感器2和压力传感器3的当前数据等。对每个压力点每次采样5次。完成采集后，弹出如图12对话框。观察数据，若确认数据无误的点击“是”，否则点击“否”，重新做上一步实验。
图11 数据采集
图12 确认实验结果
4)标定不同压力点时，在承重杆上加砝码，重复调节步骤1）~ 3）即可。
四、完成实验：
在完成全部实验后，点击“计算拟合”按钮，可以得到图13所示的有关性能指标计算结果的具体值，包括线性度中系数k和b的值、满量程、非线性、迟滞和重复性等。注意：要完成所有压力点的三次循环实验后才能点击计算拟合。
图13 性能指标、拟合直线
1)实验过程中，若想查看实时曲线，可点击“曲线”按钮，可以得到图14所示的曲线窗口，其中包括压力传感器1、压力传感器2、压力传感器3的实时曲线。
图14 曲线图
2)若想查看flash动画，点击工具栏上的“动画”按钮，可以观看系统的flash动画图，如图15所示。
图15 flash动画
3)如要查看历史数据，点击菜单上的“查询”按钮即可。检索数据可分别按时间、学号或实验人员进行数据检索。如下图16所示。
图16 数据查询
此外，在此页面中还可完成如下操作：“数据显示”、“报表查看”、“导到Excel”、“删除记录”、“返回”等操作。
a)曲线显示
查看基本数据后，点击“数据显示”即可查看基本数据的曲线和拟合曲线，参见图17。
图17 历史数据曲线显示
b)报表查看
在图16的对话框中，在查看到详细数据后，然后再选择查看报表，就可以查看该记录的实验报表。实验报表参见图18。
图18 实验报表
c)导出Excel
即将数据以EXCEL的形式导出并保存。在图18中选择要导出的数据记录，然后按下界面上面的“导入Excel”按键，系统会弹出如下图21所示对话框，在“文件名”处输入要保存的文件名，按确定即可，每次保存一条记录的数据。如果选择2条或者2条以上，系统会多次弹出下面的对话框，输入文件名按确定，依次导出选中的数据。
