[發(fā)明專利]一種貼片式壓力傳感器溫度響應(yīng)特性校準方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011352857.1
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112484916B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高炳濤;鐘山;王萍;董阿彬;王慧龍;杜光宇;胡鳳巖;王小三;楊曉偉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天計量測試技術(shù)研究所
• 主分類號: G01L27/00
• 分類號: G01L27/00
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 楊瀟;廖輝

本發(fā)明公開了一種貼片式壓力傳感器溫度響應(yīng)特性校準方法，校準前通過將密封腔內(nèi)設(shè)置的溫度傳感器溫度平均值作為貼片式壓力傳感器實際校準溫度，校準過程中通過密封腔內(nèi)設(shè)置的溫度傳感器監(jiān)測校準點的溫度穩(wěn)定性，提升了校準過程中的測量準確性。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)貼片式壓力傳感器在高低溫設(shè)定溫度下的響應(yīng)特性校準工作。

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明涉及貼片式壓力傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種貼片式壓力傳感器溫度響應(yīng)特性校準方法。

背景技術(shù)

貼片式壓力傳感器又稱薄片式壓力傳感器，是采用薄膜/厚膜/半導(dǎo)體應(yīng)變電阻為制造工藝，將其制作在彈性元件上組成的壓力傳感器，其一般采用片狀結(jié)構(gòu)，厚度僅有0.76mm，使用時，粘接在被測量壓力環(huán)境中，具有體積小、過載能力強、粘接式安裝、基座應(yīng)變靈敏度低的特點。貼片式壓力傳感器工作原理是將被測壓力的變化轉(zhuǎn)換成制作在彈性元件上應(yīng)變電阻阻值的變化，進而利用電橋電路獲得與壓力成一定關(guān)系的電信號輸出，主要用于飛行試驗、發(fā)動機試驗、風洞試驗等試驗過程，在航空、航天、船舶、兵器等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，且應(yīng)用場合普遍處于高低溫環(huán)境下，由于貼片式壓力傳感器工作原理是基于壓阻效應(yīng)，彈性元件及應(yīng)變電阻受工作環(huán)境溫度的改變，相同壓力作用下其輸出會發(fā)生改變，因此需對貼片式壓力傳感器溫度響應(yīng)特性進行校準。

目前，國內(nèi)的一些壓力傳感器生產(chǎn)廠家和計量檢測機構(gòu)，雖然開展了一些壓力傳感器溫度特性的研究工作，但溫度僅局限在-40℃～60℃范圍內(nèi)，計量介質(zhì)多為液體，連接形式為螺紋連接，對壓力傳感器的熱平衡時間采用推薦保溫時間，受傳感器結(jié)構(gòu)形式影響，實際校準溫度無法準確獲取，而且未形成標準的計量規(guī)范。鑒于貼片式壓力傳感器為片狀結(jié)構(gòu)，工作在氣體壓力絕壓測量場合，且自身沒有專用的密封連接接頭，需將其放置于密封腔內(nèi)，放置于高低溫試驗箱中，利用外部壓力標準器對其施加標準壓力進行校準。需考慮并解決以下問題，密封腔及貼片式壓力傳感器均為金屬結(jié)構(gòu)，處于高低溫環(huán)境下，需對密封腔內(nèi)部貼片式壓力傳感器的實際校準溫度準確測量。根據(jù)大量的校準試驗，探索出了一套適合貼片式壓力傳感器溫度響應(yīng)特性的校準方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種貼片式壓力傳感器溫度響應(yīng)特性校準方法，能夠?qū)崿F(xiàn)貼片式壓力傳感器在高低溫設(shè)定溫度下的響應(yīng)特性校準工作。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種貼片式壓力傳感器溫度響應(yīng)特性校準方法，校準方法步驟如下：

步驟一，試驗前常溫溫度T₁下，校準前對貼片式壓力傳感器預(yù)壓，加壓至貼片式壓力傳感器測量范圍上限，穩(wěn)定后向進氣管路通大氣；

步驟二，對貼片式壓力傳感器施加壓力至絕壓2kPa，待壓力穩(wěn)定后記錄溫度T₁時貼片式壓力傳感器輸出值，記錄完成后向進氣管路通大氣；

步驟三，對貼片式壓力傳感器施加壓力至測量范圍上限，待壓力穩(wěn)定后記錄溫度T₁時的貼片式壓力傳感器滿量程輸出值，記錄完成后向進氣管路通大氣；

步驟四，重復(fù)步驟二、步驟三，獲得在溫度T₁時的貼片式壓力傳感器絕壓2kPa輸出值的示值平均值及滿量程輸出平均值；

步驟五，根據(jù)貼片式壓力傳感器選取的溫度校準點，設(shè)定高低溫試驗箱的校準溫度T₂，并利用密封腔內(nèi)部的溫度傳感器對腔體內(nèi)氣體溫度進行測量，待溫度傳感器達到T₂并穩(wěn)定，恒溫后開展后續(xù)校準；

步驟六，校準溫度T₂時，校準前對貼片式壓力傳感器預(yù)壓，加壓至貼片式壓力傳感器測量范圍上限，穩(wěn)定后向進氣管路通大氣；

步驟七，在貼片式壓力傳感器的測量范圍內(nèi)至少均勻選取6個壓力校準點，其中包括絕壓2kPa和貼片式壓力傳感器滿量程壓力值；