實驗報告壓電晶體傳感器的標定

1、實驗實驗指導書導書壓電式壓力傳感器的壓電式壓力傳感器的靜態(tài)靜態(tài)標定標定一、實驗目的：一、實驗目的：1、熟悉記憶示波器和電荷放大器使用方法；2、用活塞式壓力計標定傳感器的電荷靈敏度系數(shù)；二、實驗所涉及的一些基本原理：二、實驗所涉及的一些基本原理：1、理想數(shù)學模型：、理想數(shù)學模型：準靜態(tài)載荷（輸入信號特征頻率遠低于傳感器固有頻率）：輸入（壓力）和輸出（電荷）近似成線性關系(石英壓力傳感器的線性度較好)；動態(tài)載荷（輸入信號特征頻率接近甚至高于

2、傳感器固有頻率）：二階線性系統(tǒng)模型。2、真實情況和數(shù)學模型之間的偏差：、真實情況和數(shù)學模型之間的偏差：電荷泄漏：理想模型認為傳感器絕緣電阻為無窮大，而真實傳感器的絕緣電阻并非無窮大（石英晶體：1013Ω；壓電陶瓷：1010Ω），必將導致一定程度的電荷泄漏；另一方面，電荷放大器為了對傳感器的微弱信號進行放大，必然要從傳感器中取一定電流，從而增加了傳感器電荷的泄漏。所以通常的電荷放大器的輸入級都具有極高的輸入阻抗，并要求設備防潮，以避免由于

3、受潮帶來的阻抗下降。但是，由于外加壓力而產(chǎn)生的電荷量很少，即使少量的電荷泄漏也會對輸出信號造成明顯的影響，該影響不可忽略。電荷放大器的頻率響應：對于靜標試驗，輸入載荷的特征頻率很低，故對二次儀表（電荷放大器）的低頻響應有較高的要求，否則經(jīng)過二次儀表的高通濾波，信號將會失真因此，電荷放大器做定標時，要將下限頻率調(diào)到較低的數(shù)值。噪聲：由于本實驗采用的傳感器量程很大（100bar～300bar），而實際載荷只有數(shù)個大氣壓，必然導致得到的信號信

4、噪比較低。但實驗表明，以如此小的壓力加載，輸出信號的噪聲幅值依然較小，可以接受。（1）打開油杯閥門，向外旋轉(zhuǎn)活塞把油吸入活塞，關閉油杯閥門，向右旋轉(zhuǎn)活塞手輪，壓力表顯示已加載壓力。（2）用砝碼可以更精確表示壓力。關閉壓力表處的閥門，打開連接砝碼盤的閥門，在砝碼盤上加砝碼，關閉油杯閥門。向右旋轉(zhuǎn)活塞手輪，砝碼盤抬起（注意：不要與上方金屬環(huán)接觸）。改變砝碼重量，即可改變加載壓力。（3）突然打開油杯閥門，接通大氣。此時傳感器上卸載。四、四、實

5、驗步驟實驗步驟（1）打開示波器電源開關(開關在示波器上表面)，將電荷放大器YE5850的開關檔置于“復位”，將放大器地線良好接地，然后打開放大器的電源開關(開關在背面面板上)。（2）將傳感器電纜接到放大器電荷輸入端，放大器輸出電纜接到示波器2通道輸入端。(3)放大器靈敏度檔置于10.0pcunit(即將靈敏度左邊檔置于10，中間和右邊檔置于0)，輸出置于10mvunit，下限頻率置于L檔(此時下限頻率小于0.0001HZ)，上限頻率置于