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压力传感器动态标定.doc

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1压力传感器的动态标定一、实验目的:1、熟悉记忆示波器和电荷放大器使用方法;2、用标定激波管标定传感器的动态参数;3、 计算传感器幅频特性和相频特性。三、测试仪器设备:1、记忆示波器 1 台(TDS210) ;2、CY-YD-205 1 只,标定对象;3、电荷放大器 YE5850 一台,连接石英压力传感器;4、压电陶瓷传感器 CY-YD-203T 1 只; 5、电荷放大器 KD5002 一台,连接压电陶瓷传感器,用于激波速度测量。三、实验步骤:( 1 ) 把石英传感器安装在激波管端壁上,并将石英传感器电缆接到电荷放大器 YE5820 的输入端,将 YE5820 的输出端电缆接到示波器 ch2 的输入端,并且将其上限频率置于 100kHZ.灵敏度设在 10pc/unit。打开 YE5820 电荷放大器(开关在背面) , “工作/复位”开关置于“复位”位置。( 2 ) 把侧壁的压电陶瓷传感器接到电荷放大器 KD5002 的输入端,并将放大器 KD5002 的输出接到示波器 1 通道。将放大器的上限截至频率设在100kHZ, 示波器 ch1 垂直标尺置于 500mv/div,ch2 的垂直标尺置于20mv/div。采样频率的设定:考虑到传感器的固有频率约为 120kHz,由Shannon 采样定律,F s ≥ 2Fi ,取 Fs=500kS/s,即 0.5ms/cm。也就是说水平标尺调节到 500 微妙/div 为宜。触发信源选 ch1,上升沿单次触发,触发电平可调大一些,几十 mv 不成问题.( 3 ) 激波管安装膜片,给气压机充气在 4bar 左右后,打开压气机阀门,将放大器置于“工作” ,示波器”Ready” 后, 打开激波管充气阀门,破膜,记录下曲线。2( 5 ) 按下“CURSOR ”,类型选择”时间”,用光标先读出 1 和 2 通道压力跃起的时间差 t; 测量激波管端部石英传感器与侧壁压电陶瓷传感器之间的距离 , 记录下室内温度,由此计算出激波速度和激波马赫数 Ms。由下式计L算出 5 区压力 和传感器输入阶跃理论值p。51 1221522 )5(86)17()( pMsspsP( 5 ) 读出 ch2 波形的电压增量,按下列公式计算试验得到传感输入阶跃实验值p。 )/10(bar)/pc(unitpc)mv)( mvbar 实 验 输 出传 感 器 的 灵 敏 度 放 大 器 的 灵 敏 度电 压 增 量 此处传感器的灵敏度选用静标时传感器的电荷灵敏度。( 6 )将示波器 2 通道数据输入计算机,打开计算机桌面上的 TDS-210 数据处理程序,点击 acquire 图标,计算机读取数据,用文件中的 export 命令保存数据,待处理。示波器数据为电压值(mv) ,需按下式转换为压力值。 )实 际 输 出 ( )实 际 电 压 值 (),压 力 ( unitmvbarunit /10四、数据处理(1).计算的压力突跃值激波管端壁传感器与侧壁传感器之间的距离是 L = 30cm;激波传过此段距离经历的时间是 t = ms;激波传播的速度是 Vs = L / t根据室温, 算出声速 a所以,激波马赫数为 Ms = Vs / a求出 p5 – p1, 即激波管 1 区和 5 区的压力突跃值(2). 测量压力突跃值3由示波器曲线读出激波管端壁的传感器的波形突跃值 mv 和静标的传感器电荷灵敏度 pc/bar,求出测量的激波管 1 区和 5区的压力突跃值为 bar。(3). 理论实验值比较,求出误差为 (4) 求幅频特性和相频特性(1) 对输入的阶跃信号做 FFT;(2) 对测量信号做 FFT;(3) 得到传感器的幅频特性和相频特性曲线。(4) 也可以用阶梯线法求解。由频率特性曲线读出传感器的固有频率是:f = kHz。五、讨论和实验结论:对实验中的各种问题进行讨论,并对实验结果做出自己的结论。
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