线位移传感器综合校准台的研制

一种可实现大测量量程工业用线位移传感器综合校准台,其按照JJF1305-2011《线位移传感器校准规范》的校准方法,利用激光干涉仪测量该装置测量台的位移变化值,并尽量减少阿贝误差和余弦误差,将测量值与被校准线位移传感器的位移显示值进行比较,经数据处理得出该位移传感器的基本误差、回程误差、重复性等校准结果,实现了对大测量量程工业用线位移传感器的校准。     

压电式力传感器连续加载的校准方法

针对压电式力传感器连续加载的校准方法进行初步探索。使用高精度应变式力传感器作为标准力传感器,在叠加式力标准装置上对压电式力传感器施加类似三角波式的连续载荷,利用数据采集系统采集标准力传感器和被校压电式力传感器的输出,记录整个加载过程,对输出曲线进行分析处理。提出了在连续加载曲线上选择校准点的方法,通过实验数据验证该校准方法的可行性,并对影响校准结果的各种因素进行了初步的分析。     

基于数字图像识别和光纤传感器的直流大电流在线校准装置

在电解冶金和电化学工业领域,大量霍尔直流超大电流传感器无预留校准接口。针对这一实际问题,设计了一种基于数字图像识别和光纤电流传感器的直流大电流在线校准装置。该在线校准装置以光纤电流传感器为标准,利用图像传感器实时采集霍尔电流传感器二次显示仪表的示数图像,对采集到的图像进行灰度化、中值滤波、二值化、闭运算、字符分割等预处理,并采用穿线法进行图像识别,获取霍尔电流传感器的采样值,并与光纤电流传感器的标准测量值进行实时比较,计算被校霍尔电流传感器的测量误差。现场校准的实验结果验证了校准方法及装置的可行性。     

磁电式振动速度传感器灵敏度校准的测量不确定度评定

磁电式振动速度传感器（以下简称“传感器”）是用来测量机械振动量的一种传感器，它利用电磁感应原理将机械振动速度量转换成电压量输出，这种传感器广泛应用于机械、电力、航空等领域。传感器的主要技术指标有速度灵敏度、频率响应、幅值线性、横向灵敏度比、动态范围和温度响应等。其中，速度灵敏度的校准是确保振动速度量值准确可靠的一项主要指标。对传感器灵敏度校准结果的测量不确定度评定如下：     

压阻式真空传感器校准技术研究

随着科学技术的发展,各种类型真空传感器在真空测量设备中得到广泛应用,日常测量和校准问题也日益得到相关计量部门的关注。通过对压阻式真空传感器使用原理的分析,采用比较法真空校准装置,获得真空变量与测量输出信号问的函数关系,对照测量误差是否在准确度等级范围内,准确判断测量结果与被测量真值的一致程度,解决该类型真空传感器的测量和校准问题。     

基于伺服驱动的离心式动态力校准装置

为提高准静态环境使用的力传感器校准精度,研制了基于伺服驱动的离心式动态力校准装置。该装置利用直驱伺服电机驱动和控制质量块做离心运动,通过去轴承设计的动力传动机构输出量值可控的动态力;建立了动力学模型并得到了实验验证;进行了测量重复性和动态响应性能实验研究。实验结果表明,校准装置在中高转速下测量重复性优于1%,能在0.242s内加速到额定转速500r/min,且输出力值可达到3.8kN。     

基于真空环境的位移传感器校准系统精度研究北大核心CSCD

介绍了基于真空环境下位移传感器静态校准系统原理及其精度验证。传统的位移传感器校准装置和方法都在大气环境下进行,影响因素较多,测量精度也不易提高。该装置通过刚性传动装置,使真空中的位移与空气中的位移保持一致,由位移传感器测得空气中的位移值,由单频激光干涉仪通过迈克尔逊光学系统测得真空中的位移,两者之差,即是传感器的示值误差。最后,按照JJF 1305—2011的校准要求,对被测传感器进行了精度校准。     

风速现场校准值的不确定度评定

风速传感器的风速现场校准主要是通过风速校验仪JJE13进行,其量值的准确可靠影响着被校传感器的输出质量。本文通过分析在现场校准自动气象站风速测量系统的过程中影响其示值误差的多种因素,从而评定了其现场校准结果的测量不确定度。     

高精度电容式位移传感器校准方法的研究

介绍一种使用激光干涉仪结合单轴精密位移台对电容式位移传感器进行校准的方法。建立了一套高精度电容式位移传感器校准装置,利用单轴精密位移台位移与电压之间的关系产生纳米级的微小位移,同时使用激光干涉仪和待校准电容式位移传感器测量单轴精密位移台的微小位移。该装置可实现电容式位移传感器线性度、测量重复性以及测量分辨率的校准。实验验证了此校准方法的准确性和实用性,对影响校准的主要因素进行了分析,其综合不确定度为2.2 nm。     

基于参数辨识的力传感器动态校准方法

力传感器动态校准通常采用静态指标分析方法,很难评价其结构参数对模型时变特性的影响,为此提出一种力传感器动态校准方法。针对被校准力传感器的结构特征建立参数化数学模型,分析动态激励与结构响应之间的频域传递关系;利用最小二乘法对传递函数的频谱特性进行解析,实现模型参数的辨识;采用频率分析法建立传递函数的频域几何关系式,实现动态校准模型的稳定性评价。采用落锤式冲击力校准装置验证所提方法,结果表明该方法能以较小的标准差辨识被校准力传感器的结构参数,也能依据相位裕量和幅值裕量判断动态校准模型的稳定性。     

Novel Signal Conditioning Circuit for Push-Pull Type Capacitive Transducers

A novel signal conditioning circuit suitable for push-pull type capacitive transducers is proposed. The circuit developed is capable of providing a linear output over a wide range of values of the physical quantity being measured even when the transducer output has an inverse relationship with the measurand. The push-pull type capacitive transducer becomes an integral part of a relaxation oscillator, the duty cycle ratio of the output of which becomes proportional to the measurand. The various sources of error in the circuit are analyzed, and quantitative expressions to estimate such errors are derived. Results obtained from tests on a prototype indicate that the circuit possesses very low errors     

Neural-network-based method of calibration and measurandreconstruction for a high-pressure measuring system

The problem of applying the neural networks for static calibration of measuring systems and for measurand reconstruction is addressed. A multilayered neural network based method for the static calibration of this system is proposed. The functioning of the calibrated measuring system is based on three fiber-optic transducers whose static characteristics are nonmonotonic and significantly influenced by temperature. The applicability of the proposed calibration method is demonstrated in the case under consideration using synthetic and real data. The neural network is designed and implemented in a general purpose microcontroller. In comparison with the spline-based method of calibration, for the same reference data, the proposed method allows obtention of a better quality of calibration and, most important, when calibrated, the multilayered neural network does not require the measurement of temperature for pressure reconstruction     

Calibration of an electronically scanned white-lightinterferometric transducer for measurements of high pressure

The paper deals with an electronically scanned white-light interferometric transducer for high-pressure measurements which consists of a sensor, a conditioning circuit, an analog-to-digital converter, and a digital signal processor of the output signal from the sensor. The calibration of such a transducer consists of identifying a function modeling the relationship between the raw result of measurement y, which is the output of the transducer, and the measured pressure p, taking into account an influence quantity-temperature T. An algorithm for calibration is proposed and studied     

传感器现场校准测试系统电气系统设计与实现

传感器现场校准测试系统用于对运载火箭装配的脉冲频率输出式压力传感器的静态性能、压力开关及磁敏行程开关传感器的静态和动态性能进行测试,此测试系统解决装箭状态下压力开关响应时间测试问题。电气系统基于RS-232串口通信上、下位机模式。下位机软件功能模块间接口清晰,提高了软件的可扩展性、可移植性和可维护性,且源代码易于理解。     

基于遗传算法的单矢量水听器多目标方位估计

矢量水听器能同时获得声场中某一点的声压标量和质点振速矢量,获得了比常规声压水听器更多的信息。矢量水听器自身是一个空间共点阵,具有一定的空间指向性,这些特点使矢量信号处理技术与声压信号处理技术具有重大差异。根据单个矢量水听器多目标分辨的数学模型,即声压和振速的偶次阶矩组成的非线性联立方程组,研究了该方程的解算方法,给出了可以使用遗传算法求解该非线性方程组的结论和计算精度。     

基于圆环阵列的声场仿真及校准实验

针对圆环阵列中声波多途效应难以消除的问题,提出了采用不等间距圆环阵列的方法破坏声波各径的相干性来降低旁瓣性能,减少边缘衍射反射的干扰。通过仿真验证不等间距圆环阵列能够有效降低聚焦波束旁瓣,并根据仿真结果设计最佳环形阵列结构。最后,在实验水池中对圆环阵列进行声场校准实验,分别利用脉冲波与连续波在4～8kHz频率下激励换能器阵列工作,结果表明采用脉冲正弦信号激励的方法可在有限空间内准确测量换能器的轴向声压的特性。     

新型光纤电流传感器的研制

光纤电流传感器运用Faraday效应,将光纤绕在电流母线上可以方便地测得电流母线中的电流,但光纤电流传感器的信号受环境振动、温度变化的影响严重,从而限制了其应用。本文从分析振动、温度变化的干扰机理出发,提出一种新型的在线校正方法来抑制干扰的影响,并进行了原理性实验。研究结果表明,用这种方法实现的光纤电流传感器在40～400A之间有良好的线性度和精度。     

开阔水域下换能器指向性实船校准方法研究

随着换能器谐振频率的降低,其尺寸一般会增大,现有的测量方法对其指向性的测量越来越困难,而且换能器在实船安装前后性能会发生变化。文章提出了一种基于三维立体水听器阵列的开阔水域下换能器指向性实船校准方法。利用超短基线定位和坐标转换确定待校准换能器与水听器阵列的位置与方向,并通过水听器阵的接收声压数据绘制换能器的指向性图。在湖上试验时分别使用标准测量法和实船校准法测量换能器的指向性,并对5 kHz和2.5 kHz频率下的实验数据进行对比分析,测试结果表明：-3 dB波束宽度误差分别为4.2%和7.4%,均满足水声测量误差低于10%的要求,证明了实船校准法的可行性和有效性。     

A Careful Consideration of the Calibration Concept

This paper presents a detailed discussion of the technical aspects of the calibration process with emphasis on the definition of the measurand, the conditions under which the calibration results are valid, and the subsequent use of the calibration results in measurement uncertainty statements. The concepts of measurement uncertainty, error, systematic error, and reproducibility are also addressed as they pertain to the calibration process.