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簡(jiǎn)要描述:壓力傳感器校準(zhǔn)(Pressure Transducer)是能感受壓力信號(hào),并能按照一定的規(guī)律將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成可用的輸出的電信號(hào)的器件或裝置。
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1、壓力傳感器校準(zhǔn)范圍
本檢定規(guī)程適用于測(cè)量范圍為(一0.1?500)MPa(表壓、差壓或絕壓)的壓力傳感器(靜態(tài))的shouci檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。
2、引用文件
本規(guī)程引用下列文件:
JJF 1008—2008壓力計(jì)量名詞術(shù)語(yǔ)及定義
GB/T 15478—1995壓力傳感器性能試驗(yàn)方法
GB/T 18459—2001傳感器主要靜態(tài)性能指標(biāo)計(jì)算方法
GB/T 18806—2002電阻應(yīng)變式壓力傳感器總規(guī)范
GB/T 20522—2006半導(dǎo)體器件第14-3部分:半導(dǎo)體傳感器一壓力傳感器
凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)程;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)程。
3、術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位
3.1術(shù)語(yǔ)
3. 1. 1 靜態(tài)壓力 static pressure
在所研究的領(lǐng)域內(nèi),不隨時(shí)間變化或隨時(shí)間變化而緩慢變化的壓力。[JJF1008一
2008 定義 1. 8]
3. 1. 2 壓力傳感器 pressure transducer
能感受壓力信號(hào),并能按照一定的規(guī)律將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成可用的輸出電信號(hào)的器件
或裝置。[JJF 1008—2008 定義 5.1]
3.1.3 零點(diǎn)漂移 zero drift
在規(guī)定的條件下和時(shí)間間隔內(nèi),零點(diǎn)輸出值的變化量。
3.1.4 靈敏度 sensitivity
傳感器輸出變化量與相應(yīng)的輸入變化量之比。[GB/T 18459—2001定義2. 3. 2]
3.1.5 符合度 conformity
正、反行程實(shí)際平均特性曲線相對(duì)于參比曲線的最大偏差,用滿量程輸出的百分比來(lái)表示。[GB/T 18459—2001 定義 2. 3. 6]
3.2計(jì)量單位
壓力傳感器使用的法定計(jì)量單位為Pa(帕斯卡),或是它的十進(jìn)倍數(shù)單位:kPa、 MPa等。壓力傳感器的輸出主要有電壓(V、mV)、電流(mA)或頻率(Hz)等。
4、壓力傳感器校準(zhǔn)概述
壓力傳感器通常由壓力敏感元件和信號(hào)處理單元組成。按不同的測(cè)試壓力類型,壓力傳感器可分為表壓傳感器、差壓傳感器和絕壓傳感器。壓力傳感器的結(jié)構(gòu)原理如圖1 所示。
壓力輸入 | 壓力敏感 | 信號(hào)處理 | 輸出信號(hào) | |
元件 | 單元 |
圖1壓力傳感器原理框圖
5、計(jì)量性能要求
5.1準(zhǔn)確度等級(jí)及基本誤差限
壓力傳感器的準(zhǔn)確度等級(jí)及基本誤差限應(yīng)符合表1規(guī)定。
表1準(zhǔn)確度等級(jí)及基本誤差限
準(zhǔn)確度等級(jí) | 基本誤差/限(%) (以滿量程輸出值的百分?jǐn)?shù)表示) |
0. 01 | ±0. 01 |
0. 02 | 土 0. 02 |
0. 05 | + 0. 05 |
0. 1 | ±0.1 |
0. 2/0. 25 | + 0. 2/ + 0. 25 |
0. 5 | 士0.5 |
1. 0 | ±1. 0 |
1. 5 | + 1. 5 |
2. 0/2. 5 | ±2. 0/±2. 5 |
4. 0 | ±4. 0 |
5.2重復(fù)性壓力傳感器的重復(fù)性不得大于基本誤差限的絕對(duì)值。
5.3遲滯
壓力傳感器的遲滯不得大于基本誤差限的絕對(duì)值。
5.4線性
壓力傳感器的線性的絕對(duì)值不得大于基本誤差限的絕對(duì)值。非線性壓力傳感器對(duì)此不作要求。
5.5零點(diǎn)漂移
壓力傳感器的零點(diǎn)漂移不得大于基本誤差限絕對(duì)值的1/2。絕壓傳感器對(duì)此不作 要求。
5.6周期穩(wěn)定性
本次檢定的靈敏度與上一周期的靈敏度差值的絕對(duì)值,與本次檢定的靈敏度的比值為靈敏度周期穩(wěn)定性,通常以百分?jǐn)?shù)表示,該值不得大于基本誤差限絕對(duì)值。
5.7靜壓影響
靜壓影響只適用于差壓傳感器,靜壓零位變化不得大于基本誤差限絕對(duì)值。
5.8曲線符合度
曲線符合度只適用于非定點(diǎn)使用的非線性傳感器,曲線符合度不得大于基本誤差限絕對(duì)值。
通用技術(shù)要求
6.1外觀
6. 1.1壓力傳感器的銘牌應(yīng)完整、清晰,應(yīng)具有出廠編學(xué)、型號(hào)規(guī)格、測(cè)量范圍等信息;產(chǎn)品名稱、準(zhǔn)確度等級(jí)、制造廠的名稱或商標(biāo)、額定工作電壓(或電流)、輸出信 號(hào)、最大過(guò)載壓力、制造計(jì)量器具許可標(biāo)志及編號(hào)等信息可以根據(jù)情況在銘牌上增加,或在附帶的技術(shù)文件中進(jìn)行完整說(shuō)明;差壓傳感器的高壓(+或H)和低壓(一或L) 接嘴應(yīng)有明確的yongjiu性標(biāo)志。
6.1.2壓力傳感器的配套零部件應(yīng)完好無(wú)損,外觀不應(yīng)有影響計(jì)量性能的銹蝕或損傷。各部件應(yīng)裝配牢固,不應(yīng)有松動(dòng)、脫焊或接觸不良等現(xiàn)象。
6.1.3壓力傳感器的電源輸入端和信號(hào)輸出端應(yīng)有明確的區(qū)別標(biāo)志,在附帶的技術(shù)文件中應(yīng)對(duì)各端子連線進(jìn)行完整說(shuō)明。
6.1.4使用中的壓力傳感器應(yīng)有上一周期的檢定證書,新制造的壓力傳感器應(yīng)有出廠合格證書。
6.2密封性
壓力值下降(或上升)不得超過(guò)試驗(yàn)壓力的1%。
6.3絕緣電阻
傳感器各組端子(包括外殼)之間的絕緣電阻應(yīng)不小于10 MQ。
7、計(jì)量器具控制
計(jì)量器具控制包括shouci檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。
7.1檢定條件
7. 1-1檢定設(shè)備
檢定時(shí)所需的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具及配套設(shè)備可按被檢壓力傳感器的規(guī)格,參照表2進(jìn)行選擇并組合成套。對(duì)0.1級(jí)以下的被檢壓力傳感器,整套檢定設(shè)備檢定時(shí)引入的擴(kuò)展不確定度U應(yīng)不超過(guò)被檢壓力傳感器基本誤差限絕對(duì)值的1/4;對(duì)0. 1級(jí)和0. 05級(jí)被檢 壓力傳感器,由此引入的擴(kuò)展不確定度U應(yīng)不超過(guò)被檢壓力傳感器基本誤差限絕對(duì)值 的1/3;對(duì)0.05級(jí)以上的被檢壓力傳感器,由此引入的擴(kuò)展不確定度U應(yīng)不超過(guò)被檢壓力傳感器基本誤差限絕對(duì)值的1/2 O
表2計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具及配套設(shè)備
序號(hào) | 儀器設(shè)備名稱 | 技術(shù)要求 | 用途 |
1 | 壓力標(biāo)準(zhǔn)器可在下列儀器中選 擇:活塞式壓力計(jì)(包括單、雙活塞式壓力真空計(jì)及氣體活塞式壓力計(jì))、液體壓力計(jì)、數(shù)字 壓力計(jì)、自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)壓力發(fā)生器、浮球式壓力計(jì) | 按7.1.1的要求,通過(guò)不確定度分析確定 | 向壓力傳感器提供標(biāo)準(zhǔn) 壓力信號(hào) |
2 | 讀數(shù)記錄裝置 | 按7. 1.1的要求,通過(guò)不確定度分析確定 | 壓力傳感器輸出信號(hào)的 測(cè)量 |
3 | 直流穩(wěn)壓(穩(wěn)流)電源 | (0~30) V, (0~10) mA, 允許誤差士 1% | 直流供電電源(輸出信 號(hào)與供電電源不相關(guān)) |
(0~30) V, (0~10) mA, 穩(wěn)定度按7.1.1的要求,通 過(guò)不確定度分析確定 | 直流供電電源(輸出 信號(hào)與供電電源相關(guān)) | ||
4 | 壓力測(cè)量?jī)x表 | 不低于1.0級(jí) | 密封性試驗(yàn) |
5 | 絕緣電阻表 | 輸出電壓:直流100 V 不低于10級(jí) | 檢定絕緣電阻 |
6 | 高低溫試驗(yàn)箱 | 溫度調(diào)節(jié)范圍不小于傳感 器溫度范圍,溫度波動(dòng)度 不超過(guò)±0.5 °C,溫度均勻 度不超過(guò)±2.0 °C | 高、低溫壓力傳感器的 檢定 |
7 | 氣源 | 輸出壓力應(yīng)穩(wěn)定,無(wú)油無(wú) 灰塵,露點(diǎn)穩(wěn)定并低于傳 感器殼體10 °C | 氣體介質(zhì)傳感器檢定用氣源 |
8 | 真空機(jī)組 | 機(jī)械泵、擴(kuò)散泵的真空度 應(yīng)符合要求 | 絕對(duì)壓力傳感器及負(fù)壓 傳感器的壓力源 |
7. 1.2環(huán)境條件
a)檢定時(shí)的環(huán)境溫度視被檢壓力傳感器的準(zhǔn)確度等級(jí)而定,應(yīng)符合表3要求。
表3檢定環(huán)境溫度要求
準(zhǔn)確度等級(jí) | 溫度 |
0.01 級(jí)、0.02 級(jí) | (20±l)°C |
0. 05 級(jí) | (20±2)°C |
0.1 級(jí)、0.2 (0.25)級(jí)、0.5 級(jí) | (20±3)°C |
1.0級(jí)及以下等級(jí) | (20+5)°C |
b) 相對(duì)濕度:小于80%;
c) 所處環(huán)境應(yīng)沒(méi)有影響壓力傳感器穩(wěn)定輸出的機(jī)械振動(dòng)和外磁場(chǎng)(地磁場(chǎng)除外)。
7.2檢定項(xiàng)目
壓力傳感器shouci檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查的檢定項(xiàng)目見(jiàn)表4。
表4檢定項(xiàng)目
檢定項(xiàng)目 | shouci檢定 | 后續(xù)檢定 | 使用中檢查 |
6.1外觀 | + | + | + |
6.2密封性 | + | — | — |
6.3絕緣電阻 | + | + | — |
5.1基本誤差限 | + | + | + |
5.2重復(fù)性 | + | + | + |
5.3遲滯 | + | + | + |
5.4線性 | + | + | + |
5.5零點(diǎn)漂移 | + | + | + |
5.6周期穩(wěn)定性 | — | + | — |
5.7靜壓影響 | + | + | — |
5.8曲線符合度 | + | + | — |
注:表中“+"表示應(yīng)檢定項(xiàng)目,“一"表示可不檢定項(xiàng)目。 |
7. 3檢定方法
7.3.1外觀檢查
用目力觀測(cè),應(yīng)符合6.1的要求。
7.3.2檢定前準(zhǔn)備
7.3.2.1設(shè)備的連接與安裝
檢定前,壓力傳感器應(yīng)在檢定環(huán)境條件下放置2h以上,方可進(jìn)行檢定。
將壓力傳感器按要求與壓力標(biāo)準(zhǔn)裝置連接,對(duì)釆用液體為傳壓介質(zhì)的壓力標(biāo)準(zhǔn)器, 安裝時(shí)應(yīng)排除管路中的空氣。壓力傳感器、激勵(lì)電源、讀數(shù)記錄裝置等儀器設(shè)備按規(guī)定連接方式連接,使其處于正常工作位置和狀態(tài)。安裝壓力傳感器時(shí),應(yīng)盡量使壓力傳感器的感壓面與壓力標(biāo)準(zhǔn)器的參考平面在同一水平面上,對(duì)于由高度差引起的誤差,可參照附錄A進(jìn)行修正。
7.3.2.2通電預(yù)熱
檢定系統(tǒng)正確安裝、連接后,至少需通電預(yù)熱30 min0
7.3.2.3檢定前預(yù)壓
對(duì)檢定系統(tǒng)加壓至預(yù)壓壓力,穩(wěn)定Imin后,緩慢通大氣,連續(xù)進(jìn)行3次。
預(yù)壓壓力:正表壓傳感器為其測(cè)量范圍上限;負(fù)表壓傳感器為測(cè)量范圍下限或當(dāng)?shù)卮髿鈮旱?0%以上疏空度;差壓傳感器為額定工作壓力;絕壓傳感器及正負(fù)壓復(fù)合量程傳感器為測(cè)量范圍上限和下限(或當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?0%以上疏空度)兩個(gè)壓力點(diǎn)。
7.3.3 密封性檢查
將壓力傳感器和壓力測(cè)量?jī)x表安裝在壓力標(biāo)準(zhǔn)器上,平穩(wěn)地升壓(或疏空),使壓力傳感器測(cè)量室壓力達(dá)到密封性檢查壓力,關(guān)閉壓力源,待壓力穩(wěn)定后,耐壓15 min,在最后5 min內(nèi)通過(guò)壓力測(cè)量?jī)x表觀察,其壓力值下降(或上升)不得超過(guò)試驗(yàn)壓力的1%。
密封性檢查壓力:正表壓傳感器為其測(cè)量范圍上限;負(fù)表壓傳感器為測(cè)量范圍下限 或當(dāng)?shù)卮髿鈮旱?0%以上疏空度;差壓傳感器為額定工作壓力;絕壓及正負(fù)壓復(fù)合量 程傳感器取測(cè)量范圍上限和下限(或當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?0%以上疏空度)偏離當(dāng)前大氣壓較大者。
差壓傳感器在進(jìn)行密封性檢查時(shí),高低壓力容室連通,并同時(shí)引入額定工作壓力進(jìn) 行觀察。
7.3.4絕緣電阻檢定
在環(huán)境溫度為15 °C?35 °C,相對(duì)濕度為45%?75%時(shí),在被檢傳感器不施加激勵(lì) 電源的條件下,用輸出電壓為直流100 V的絕緣電阻表,將電源端子和輸出端子分別短接,用絕緣電阻表分別測(cè)量電源端子與接地端子(外殼)、電源端子與輸出端子、輸出 端子與接地端子(外殼)之間的絕緣電阻。測(cè)量時(shí),應(yīng)穩(wěn)定10 s后讀數(shù)。
7. 3.5零點(diǎn)漂移檢定
在規(guī)定的環(huán)境條件下,傳感器通電預(yù)熱及預(yù)壓后,記錄零點(diǎn)初始輸出值貝,然后每隔15 min記錄一次零點(diǎn)輸出值乂(/ = 1, 2, 3,…),從開(kāi)始記錄起連續(xù)進(jìn)行的時(shí)間不得少于lh,零點(diǎn)漂移億按公式(1)計(jì)算,其值應(yīng)符合5.5的要求。
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