JJG 624-2005 动态压力传感器检定规程.pdf

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JJG624-2005 本规程主要起草人 张力(北京长城计量测试技术研究所) 李程(北京长城计量测试技术研究所) 刘晶(北京长城计量测试技术研究所) 参加起草人: 李欣(北京长城计量测试技术研究所) 盛晓岩(北京长城计量测试技术研究所) 梁志国(北京长城计量测试技术研究所) JJG624-2005 目录 1范围…… 甲···垂由 2引用文献 ●e萨 3术语和定义 ((( 4概述…… ····专····普·辛·甲qp申 ……(2) 5计量性能要求…… ···:· 6通用技术要求… (2) 7计量器具控制 附录A单自由度二阶线性系统 附录B正弦压力标准… (14) 附录C激波管动态压力标准 附录D快开阀动态压力标准 甲看 ……(24 附录E常用符号 (25) 附录F检定记录格式 (26) 附录G检定证书及检定结果通知书(内页)格式 (29) 标准分享网 wyw bzfxw cam免费下载 JJG624-2005 动态压力传感器检定规程 1范围 本规程适用于动态压力传感器(以下简称压力传感器)的首次检定、后续检定和使 用中的检验。压力传感器及动态压力测量系统的校准可参照本规程。 2引用文献 JG860-1994《压力传感器(静态)检定规程》 使用本规程时,应注意使用上述引用文献的现行有效版本。 3术语和定义 3.1动态测量( dynamic measurement) 为确定被测量的瞬时值和(或)被测量的值在测量期间随时间(或其他影响量)变 化所进行的测量。 3.2动态压力( dynamic pressure) 在所研究的领域内,随时间变化的压力 3.3频率响应( frequency response 压力传感器对正弦压力激励的稳态响应特性,由幅频特性和相频特性组成。 3.4幅频特性( amplitude response)K(f) 在正弦激励下,压力传感器的稳态响应与激励间的幅值比和频率的关系,即压力传 感器的幅值灵敏度与压力信号频率的关系。 35相移( phase shift)φ 在正弦激励下,压力传感器的稳态响应与激励间的相位差 36相频特性( phase response)φ(f) 相移与激励信号频率的关系 3.7谐振频率( resonant frequency)or 压力传感器具有最大幅值响应时的激励信号的频率 38时域特性( properties in the time domain) 压力传感器对特定的激励(通常是阶跃压力)在时间域的响应特性。时域特性指标 主要包括振铃频率、上升时间、建立时间以及过冲量等。 39振铃频率( ringing frequency)ωd 压力传感器阶跃响应中所含的自由振荡频率 3.10终值( final 压力传感器阶跃响应的最终稳定值 3.11上升时间( rise time)t 压力传感器被阶跃压力激励时,其响应值从阶跃响应幅度的10%过渡到90%所需 JJG624-2005 的时间 312建立时间( settling time)t 压力传感器被阶跃压力激励时,其响应值从阶跃响应幅度的10%时刻起至与终值 之差进入阶跃响应幅度的±5%范围以内时刻止所需的时间。 3.13过冲量( overshoot)δ 压力传感器被阶跃压力激励时,其响应中超出终值部分的最大值与阶跃响应幅度之 比 3.14灵敏度( sensitivity) 压力传感器响应变化量与激励变化量之比。在规定的某激励值上通过一个小的激励 变化△x,得到相应的响应变化△y,则比值K=△y/△x即为压力传感器在该激励值处的 灵敏度。 本规程定义两种灵敏度 a)灵敏度K,采用静态压力检定得到的灵敏度,某些压力传感器对静态压力不响 应,此时为采用阶跃压力检定得到的灵敏度。 b)幅值灵敏度K(f),压力传感器的灵敏度与压力信号频率的关系,即幅频特性。 4概述 压力传感器是一种能够感受压力,并按照一定的规律将压力值转换成电信号或其他 信号输出的器件,其工作原理如图1所示。其输出信号通常为电压、电流、电荷、频率 或数据等。 压力传感器按照其敏感方式的不同可分为压电式、压阻式、应变式、电容式、电感 式、光学式、谐振式等。 压力信号 输出信号 压力敏感元件 信号调理电路 图1压力传感器工作原理 5计量性能要求 压力传感器计量性能要求见表1。 6通用技术要求 61新制造的压力传感器的结构应坚固,外露件的镀层、涂层应光洁,不应有剥脱、 划痕。接插件应完好牢固。使用中和修理后的压力传感器不应有影响其计量性能的缺 损 6.2压力传感器的铭牌上(或在其他位置)应标明产品名称、型号、规格、测量范围 准确度等级、制造单位(商标)、出厂编号、制造年月等信息,并清晰可辨。 63用于差压测量的压力传感器压力输入端口处应有能区分高压(H)和低压(L)的 标志。 标准分享网 wyw bzfxw cam免费下载 JJG624-2005 表1 计量性能 幅值灵敏度允许误差 相移允许值 静态准确度等级 标准级压力传感器 ±6% 普通级压力传感器 ±15% 1.检定樞值灵敏度允许误差和相移允许值时最少选择以下频率点之-;8Hz,16Hz,80H 60Hz,1kH。检定选用的频率点在检定证书中应注明 2.对静态激励无响应的压力传感器,静态准确度等级不作要求 3.樞值是指去掉直流分量后的正弦波樞值。 7计量器具控制 计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中的检验 7.1检定条件 7.1.1标准器 标准器含正弦压力标准、激波管动态压力标准、快开阀动态压力标准 1.1正弦压力标准必须满足下列条件: a)正弦压力标准的性能指标应满足表2的要求。 表2 频率范围 幅值灵敏度测量不确定度相移测量不确定度 计量性能 (k=2) (k=2) 0<f≤200 2% 等正弦压力标准 200<f≤100 2% 1.5° f>1000 5% 0<f≤200 5% 二等正弦压力标准 200<f≤1000 5% f>1000 10% 10° 汪 1.一等正弦压力标准检定标准级压力传感器,二等正弦压力标准用于检定普通级压力传感 器 2.幅值是指去掉直流分量后的正弦波幅值。 b)所产生的压力幅值应能根据压力传感器的量程进行调节。 c)检定频率范围根据压力传感器工作频率范围确定 7.1.1.2激波管动态压力标准必须满足表3的要求。 JJG624.2005 表3 项目 指标 阶跃压力上升时间t <1x10s 平台压力持续时间z >410-s 平台压力波形不平度 优于±2% 阶跃压力幅值不确定度 <4%(k=2) 7.1.1.3快开阀动态压力标准必须满足表4的要求。 表4 项目 指标 阶跃压力上升时间tn <5×10-3s 平台压力持续时间r >1s 平台压力波形不平度 优于±0.5% 阶跃压力幅值不确定度 <1%(k=2) 7.1.2辅助设备 与标准配套的测量系统,其工作频率范围必须覆盖压力传感器的工作频率。检定时 用到的信号调理器和记录分析仪器应满足下列条件 a)电荷放大器误差优于±1% b)电压及应变放大器误差优于±0.5%。 c)A/D转换器位数≥12bits,最高采样频率≥1MHz,线性度优于±0.2%。 d)测量电路的信噪比大于40dB。 7.13其他仪器设备 激波速度测量系统、气源及控制系统、频率计、示波器、气压计、温度计、湿度 计、扭矩扳手等,可根据检定工作需要配套。 7.1.4检定环境条件 7.1.4.1温度:(20±5)℃ 71.4.2相对湿度:不大于75%。 714.3大气压力:(90~106)k 7.1.44检定设备周围应无振动、强电磁场、放射性源等影响检定的外界于扰。 7.2检定项目 首次检定、后续检定和使用中检验项目见表5 3检定方法 7.3.1外观检查 用目视方法检査,外观应符合6.1~6.3的要求。 73.2静态准确度等级及灵敏度K,检定 标准分享网 wyw bzfxw cam免费下载 JJG624-2005 表5 检定项目 首次检定 后续检定 使用中检验 6.1外观 表1,静态准确度等级 表1,幅值灵敏度允许误差 表1,相移允许值 △ 上升时间 振铃频率 过冲量 建立时间 注:“+”表示应检项目;“-”表示可不检项目;“△”表示标准级压力传感器需检的项目, 普通级压力传感器不作要求 按JG860-1994《压力传感器(静态)检定规程》执行。 7.3.3用正弦压力标准进行检定的一般要求、检定步骤和计算方法 正弦压力标准见附录B 7.3.3.1一般要求 a)使用标准压力传感器时,压力传感器和标准压力传感器应对称安装,使两只压 力传感器感受相同的压力变化。不能采用对称安装方式的,如仅进行幅频特性检定,其 感压面中心距要小于压力波波长的1/10;如进行相频特性检定,其感压面中心距要小于 压力波波长的1/100。检定标准级压力传感器时,应将标准压力传感器和压力传感器对 换安装位置分两次进行检定,以两次检定数据的平均值作为最终检定结果;检定普通级 压力传感器时不作此要求。 b)检定标准级压力传感器时,对每个频率点的测量次数不少于12次(即首次安装 后测量不少于6次,对换安装位置后再测量不少于6次);检定普通级压力传感器时 对每个频率点的测量次数不少于6次。 c)有冷却装置的压力传感器,检定时冷却装置应处于工作状态。压力传感器在使 用中需考虑腔室或管路响应时,应连同腔室或管路一起检定。 d)检定时的工作介质为气体或液体。 e)检定前,压力传感器、测试仪器至少通电预热30mino 7.3.3.2检定步骤 a)安装压力传感器。接通压力源,检查系统密封状况。调整压力值,使得检定压 力的最大值小于压力传感器的量程上限值。 b)调整信号调理器及数据釆集系统,使其处于最佳工作状态。 c)调整正弦压力标准产生频率为f的正弦压力。 d)采集标准压力传感器和压力传感器的响应,按7.3.3.1的要求重复测量m次 JJG624-2005 采用附录B的方法计算如下参数: A4:对应于检定频率f标准压力传感器输出的正弦压力的幅值(i=1,2 J B;对应于检定频率∫压力传感器输出的正弦信号的幅值(i=1,2,…,n; 6i:对应于检定频率f标准压力传感器测量的压力相位( ,n;j=1, 2 θm:对应于检定频率f压力传感器输出信号的相位(i=1,2,…,n;j=1,2, 将计算结果以数据文件形式保存在计算机中。 e)重复c)~d)步骤,直到完成全部选定频率点的检定。 f)如检定标准级压力传感器,需对换标准压力传感器和压力传感器安装位置,重 复a)~e)步骤。 7333正弦压力标准检定结果计算方法 a)幅值灵敏度相对误差 对于所选定的一系列检定频率点∫,根据以上A,B4值,按公式(1)计算各频 率点处压力传感器的幅值灵敏度平均值 B K(/) (i=1,2,…,n;=1,2 幅值灵敏度相对误差按公式(2)计算: δ(f) K(∫)-K K 100%(i=1,2,3,…,n) (2) 式中:K。—一静态灵敏度。 b)相移 根据上述θA、θB值,按公式(3)计算压力传感器的相移平均值 p()=1∑ 5J= 7.3.4用激波管动态压力标准进行检定的一般要求、检定步骤和计算方法 激波管动态压力标准见附录 7.3.4.1一般要求 a)压力传感器应齐平安装在激波管的末端法兰或侧壁上,齐平安装指压力传感器 的最前端在安装后应与周围的平面齐平,没有影响压力传感器响应的沟槽、洞穴、缝 隙、小腔室或管路等(图2)。检定时,压力传感器应按规定的安装条件和安装力矩安 装,避免产生安装频率响应和安装应变响应。 b)进行检定工作前要清理激波管内腔,保持清洁,激波管内腔应没有油气、水气 膜片碎屑和其他杂物。在两次检定之间要有5min以上的间隔时间,以消除膜片破膜时 产生温度变化的影响,使之恢复到室温状态。 c)根据压力传感器的量程,确定检定时其所承受的最大压力p5(见附录C)的取 标准分享网 wyw bzfxw cam免费下载

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2019-09-20
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