非线性压力传感器校准方法探讨

　　压力传感器(静态)检定规程自1994年开始实施,该规程对线性压力传感器的检定和非线性压力传感器的定点检定做了详细论述,没有对非线性压力传感器的全量程检定做论述。规程中规定可采用端点平移线和最小二乘直线作为压力传感器的工作直线,这两种方法只适用于线性压力传感器工作直线的确定,不能用来确定非线性压力传感器的工作曲线,本文给出非线性压力传感器工作曲线的确定办法。

　　1　非线性压力传感器的校准方法

　　确定工作曲线后,对于非线性压力传感器的重复性误差、线性误差、回程误差及基本误差的校准可参照JJG860-1994压力传感器(静态)检定规程进行。

　　2　非线性压力传感器工作曲线的确定

　　2.1　正、反行程校准示值平均值的计算

　　非线性压力传感器在整个测量范围内取m个校准点,并进行n次循环校准。各校准点的正、反行程校准示值的算术平均值按式(1)、(2)计算。

　　2.2　工作曲线的确定

　　本文采用牛顿向前插值法确定非线性压力传感器的工作曲线方程。牛顿向前插值公式为:

　　f(x0)为第1个校准点对应的输出信号值;p为非线性传感器在其测量范围内的压力值;yp为各压力点对应的输出信号值为向前差分阶数,向前差分的阶数由校准点的个数m决定。计算差分可列差分表,向前差分表如表1所示。

　　3　实验和结论

　　对某非线性压力传感器的0 MPa、1 MPa、2 MPa、3 MPa、4 MPa、5 MPa六个点进行校准,对应的输出信号值为3 mA、6 mA、11 mA、18 mA、27 mA、38 mA,用牛顿向前插值法确定其工作曲线。差分表见表2。

　　由牛顿向前插值公式(4)计算,n=5,得因此,该非线性位移传感器的工作曲线为:通过实验证明利用牛顿向前插值法确定非线性压力传感器的工作曲线具有可行性。