JJG 624-1989 压力传感器动态校准试行检定规程.pdf

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1、cITJJ 中华人民共和国国家计量检定规程JJG 624-89 压力传感器动态校准试行1989年8月15日批准1990年5月1日实施国家技术监督局压力传感器动态校准试行检定规程=-ee-e旷呻LF呻9如bnB咱中呻叼如吨GLF呻M如呻如酬rffAV-fE飞Verfica让onRegulation of Pressure Transducer Dynamic 本检定规程经国家技术监督局于1989年8月15日批准，;t-自1990年5月1日起施行.归口单位z航空航天部第三O四研究所起草单位z航空航天部第三O四研究所, 本规程技术条文由起草单位负责解释.本规程主要起草人z成志尧航空航天部第三O四研究

2、所马彭骥航空航天部第一0二研究所赵鹤龙航空航天部第三O四研究所参加起草人z. 韩慧文(中国计量科学研究院周生z旗航空航天部第三O四研究所丛森航空航天部第三O四研究所目录概述.(1) 一技术要求(1 ) 一检定条件.(2) 四检定项目3.(4) 五检定方法.(8 ) 六检定结果处理和检定周期(13)附录附录1单自由度二阶线性系统u附录2激波管参数计算U的附录3正弦压力发生装置参数计算.，.，. . ,. (23) 附茸4检定记录(激波管装置(2日附录5捡定记录(正弦压力发生装置).7)附录6检定证书内容格式.巳的JJG 624-83 共28页第1页压力传感器动态校准试行检定规程本检定规程适用于新

3、制造、使用中和修理后的压力传感器的动态检定.-概述任何一个动态压力测试系统都是由压力传感器，二次仪表和显示记录仪器三大部分组成.其中，压力传感器是整个测试系统的重要部分，它直接感受压力的变化.为了准确、可靠、不失真地记录被测压力信号，压力传感器除了静态特性必须满足要求外，其动态特性也必须满足要求.本规程对压力传感器的动态特性是把压力传感器作为单自由度二阶线性系统来描述的(见附录1).应用激波管等动态校准装置，按本检定规程的程序，可以测定被校压力传感器或压力测试系统的各项动态特性指标.二技术要求1压力传感器或压力测试系统各组成仪表应有铭牌.铭牌上应标明其名称、型号、制造厂、编号、出厂时间、量程和

4、精度等.2 庄力传感器外观应完整，不应有锈蚀或损伤.3 压力传感器的输入与输出端应有明显标志.4 差压传感器应有高压(+)和低压一标志.5 使用中及维修后的压力传感器送检时应有前次校准的检定证书.新出厂或新定型的压力传感器送检，应有产品合格证或按技术条件规定的试验报告.6 压力传感器在动态校准前应先进吁静态检定.共28页第2页三检定条件7 压土传感器动态校准装置及要求zJJG 624-89 7.1压力传感器动态校准装置可选用激波管、快开阀、正弦压力发生器等功73压力支生装置.7.1.1克于压力传感器动态校准的激波管必须满足下列条件z激波压力上丹时间T8应小于1S;b.平台压力持在时间应大于4m

5、s; 平台压力波形不平度应小于土2%;d.阶跃压方幅值偏差应小于土4%.7.1.2非激波式阶跃压力发生装置(如快开阔等)必须满足下列条件za.给出压力信号的上升时间Ts应小于被校压力传感器的响应上升时间儿的1/5.b.所产生的阶跃压力幅值，应能覆盖被校压力传感器的整个量程或被校压力传感器的使用范围.C.所用的介质(气体或液体)应与被校压力传感器在以后使用中要用的介质(气体或液体一致.飞d.所产生的压力阶跃应与被校压力传感器在使用中遇到的压力方向相同.e.压力发生装置的间门或膜片)与被校压力传感器膜片之间的容和应最小，距离应最短，该腔室的谐振频率应为被校压力传感器共振频率的10倍以上.7.1.3

6、正弦压力发生装置必须满足下列条件ta.当应用绝对法校准压力传感器时，输出压力信号失真度应小于士3%J应用相对法校准压力传感器，输出压力信号失真度应小于士5%.= (l: p. ,; )/jPlm)x 100% (1) 式中:Plm-一-正弦压力的基披振幅值，)皿)一Cl!PIhm，P3阻，p锢，I!CII.)分别为正弦压、!JJG 624-89 共28页第3页力的2，3, 4, n次谐波的振幅值.b.当应用绝对法校准时，输出压力幅值误差应小于:!:3%，正弦压力幅值即峰峰值的测量精度应为被校压力传感器的1/3.C.当应用相对法校准时，输出压力幅值误差应小于土5%，所选用的参考压力传感器必须满足

7、此项要求F总精度应优于:!:0.5 %，在正弦压力发生装置工作频率范围内，参考压力传感器的幅值误差(频域应优于士1%.d.所产生的正弦压力幅值(即峰峰恒)要大到足以反映出被校压力传感器幅频响应中可能存在的非线性，一般应达到被校压力传感器量程的二分之一以上F平均压力幅值应大于正弦压力幅值即峰峰值)的二分之一.e.工作压力范围须能覆盖被校压力传感器的规定值或要用到的压力范围.f.工作频率范围须能覆盖被校压力传感器及其测试系统要用到的工作频率范围.在测量系统中一般尽量不如洁、波器.7.2与校准装置配套的测量电路，其工作频率范围必须覆盖被槐压力传感器在压力测试系统要求的工作频率.校准时用到的放大器?瞬

8、态记录仪、A/D变换器等误差必须满足下列条件za.电荷放大器误差应小于土1%，b.电压放大器误差应小于土0.5%，c. A/D变换器位数不小于10bit; d.测量电路的噪声信号比应小于-40 dB. 7.3校准时应用的电源按被校压力传感器或压力测试系统的要乖配套.可选用抗干扰直流稳压电源、恒流源、干电池、蓄电池等.电池必须满足下列条件za.输出电压误差小于士0.1%1b.不稳定度应小于士0.1%(包括纹波和电压波动).7.4其它设二及用具包括z测速设备、气源及控制设备、频事计、示波器、温度计、湿度计等通用设备，可根据校准装置若n校在工位置配套3并挂国家在美计量拉起现露脸.共28页第4页8 检

9、定条件及注意事项z8.1环境温度:20 C:t 5 c J 8.2相对湿度应小于60%;8.3环境压力:90 106 kpa; JJG 624-89 8.4在校准前被校压力传感器应置于检定的环境条件2小时以上.四位定项目9 压力传感器的动态特性指标分时域特性和频域特性两大类.9.1时域特性是压力传感器受阶跃压力激励时，其响应输出随时间变化的规律，时域特性指标有六项.9.1.1上升时间h受阶跃变化的压力激励时，被校压力传感器的响应输出从稳定值的10%上升到稳定值的90%(过阻尼系统)(见图2);或从稳定值的10%上升到稳定值的100%(欠阻尼系统所图1时域特性(1时为过阻尼系统J;飞a一I (

10、ft , c() = arctgl -:-.-古-，2.-1一、-,_, 2 I 、m饨式中:CD-一一输入频率，向一一一固有频率z一一阻尼比.(9) 9.2.3共振频率Cr:它是压力传感器或压力测试系统的幅频特性中有最大输出幅值处的频率值.t) 0 20 40 80 100 120 140 160 180 t:-r-队队= 气 险J 险队=0.05 1 险险民1i-=0.1 =o. 3 、民/ 端主0.50.7 h 恨、y、二与之p. 队t己七二-. 0.- 05- o. 1 O. 2 O. 3 0.4 O. 5 固6二阶线性系统的相频特性五桂定方法h、民T、队矗立10 外观检查z送拉的压力

11、传感器的外检查均应符合本却程曲技本里也- JJG 624-89 共28页第9页11 根据被校压力传感器的频率范围、校准目的和要求，选择校准方法和校准装置.11.1用激波管装置校准时，被校压力传感器的自振频率向应不低于5kHz. 11.1.1被校压力传感器要齐平安装在激波管的末端法蓝或侧壁上，齐平安装指压力传感器的感压面，在安装后应与周围的平面开平.不应有影响压力传感器响应输出的沟槽，洞穴、缝隙、小腔室或臂路等(见图7).峭面安装P 1 + P6 (15) 11.1.5为保证阶跃压力波形良好，激波马赫数Ms在一般情况下控制在1.251.45之间(即P41在2.855.90之间，或P2I在1.66

12、-2.29之间).M. = V./a (16) 式中IV.一一激波速度，a一一低压室在试验时工作介质的音速.a= 331 , 45(273.15 +的/273.15)川t(m/s)(17) 式中It-一一低压室在试验时工作介质的初始温度，单位C.11.1.6在校准时，被校压力传感器应按规定安装条件和安装力量E安装，保证被校压力传感器为开平安装并有适当的安装力矩，避免产生安装频率响应和安装应变响应.11.1.7在校准时采用末端安装.其防跃压力Aps按下式计算aJJG 624-89 (2 + 4 M! P= ;- (M! -1)(一一一一:.)p I S+M! F 式中:M.-一激波马赫数FPI一

13、一激波管低压室初始充气压力.采用侧壁安装，其阶跃压力Pz按下式计算z共28页第11页(18) Pz :f/(36M!) (2.6) JJG 624-89 共28页第21页入射激波阶跃温升z!l.Tz =Tz一T=(TZ1-1)T1 =(p:l-1)/(6Pz. +1)丁T1= (M! -1) (7 M! + $)/(36 M!)T1 反射激波压力比zPe 1 = Pe/Pl =Pzl(8 Pz 1 -l)/(PZl +6) (2.7) = (1/3)(7 M! -1)(4 M! -l)/(M! + $)(2.8) 反射激波阶跃压力E!l.Pe = Pe - Pl = (P61 -1)P1 :;

14、: 2(4 PZl + 3)(PZl -l)/(Pz 1 + 6)Pl :;: (7/3) (M! - 1) (4 M! + 2) / (M! + $) Jp 1 (2.9) 反射激波温升比zT 61 :;:T 6 /T1 = (2 pz 1 + $) (8 pz 1 -1)/(7(6 P21 + 1) =(4M!-1)(M!+2)(9M!) (2.10) 反射激披阶跃温升sT:;:T5-T1 = (T1 -1)T1 = (4(4 PZ 1 + 3) (PZl - 1)/(7(6 P21 + 1)T1 = (2(M! - 1)(2 M! + 1)/(9 M!) T1 (2.11) 上述各式中，

15、压力均为绝对压力，温度为绝对温度K.当Pz1 =.2，室温为20C时，由(2.1)至(2.11)式可得z共28页第22页入射激波马赫数初始压力比膜片爆破压力入射激披压力入射激波阶跃压力入射激波阶跃温升反射激波压力比反射激波压力反射激波阶跃压力反射激披阶跃温升M.=i.363 p , 1 = 4.34 JJG 624-89 .p = (p, 1 -l)Pl = 3.34 Pl pz =2 Pl .Pl =Pl .T z = 0.23 T 1 P 5 1 =3.75 P5 =3.75 Pl .P5 = 2.75 Pl .T5 =O.48T1 JJG 624-89 共23页第23页附录3正弦压力发生

16、装置参数计算采用正弦压力发生器进行动态校准时，由于标准传感器的幅频特性和相颇特性是己知的，对标准传感器和被校传感器的输出信号同时在示波器上记录，进行对比，就可以求出被校传感器的动态特性.图3是一种比校校准装置的系统方框图.当正弦压力发生器对两个传感固定移相网络_，l-相对相位移￥ 信号调节器E可变移相网络图3正弦压力发生器系统方框图器的膜片施加相同的脉动压力时，两个传感器的瞬时输出电压为z式中:P一一脉动压力Ee. = PS.G. eb: PSbGb (3.1) (3.2 Sa. Sb-一标准传感器A和被校传感器B的灵敏度，G.、Gb一一信号调节器A、B的放大倍数-e.、eb一一一际准传感器A

17、和被校传感器B的瞬时输出电压.由式(3.1)和(3.2)得两个传感器灵敏度之间的关系zS./Sb : (e./eb)(Gb/G(3.3) / 共28页第24页JJG 624-89 这两个输出电压e.、eb频率相同，但幅值不同，还可能存在相对相移.为获得适当的电压比使马、eb分别经过固定移相网播和可变移相网络，两移相网络的放大系数分别为a+1，a-1.这意味着电压讯号相位反转1800利用可变移相网络调节岛的相位使其正好与e.相差1.800然后调整电压分压器A民以使它们的输出电压町，e:量值相等，而极性相反，通过加法网络使其代数和为零.加法网络的零输出由一个窄频带调频式电压表监控.当加法网络输出为

18、零时有ze.Da : ebDb (3.4) 式中:D.、民一一电压分压器A.B的调定值.将(c.4)式代入(c.3)式有zS./Sb: (Db/D.) (Gb/G.) (3.5) Sb :s.(D./Db)(G./Gb (3.6) 在各种频率下重复上述步骤，可求出振幅-频率特性，而可变移相网络上可求出eb的相位差.标准传感器的相位特性是已知的.所以可求出被校传感器的相频特性.J1G 624-89 附录4共28页第25页栓定记录压力传.序1日1压力传感器|膜| 照|温|度I 撒波速度(s)1压刀(kg/cm2)一一斗走|片一1 1 I 号|期|型号叫m!I号ITl I川tl! tz I t, I

19、 po I Pl I P 一一一!一斗-1一一|一|一一|一1-1-_-1一1-1-一一一-1一一一一|一-卜一一1-一-卜一一一l一一1-一一|一一|一一-.，!，-一一-.一一一一一一一一一一一一一，-，-，一二一一一一斗一一一一-1一一-1一-1一一l一-1一-1一一-1一-1一-1一-.，.一一一一一一一_，一一-，一一一|一一一一一一一-，一一一，-一一l一一一一一一-，一一-，-一一-.一一一l一-1-一一一l一一一一一一l一一-，-一-，-一-，一一-，-一-，一一-，_一一，-一-.-一一-，帽-，-啕-1-1_1-1-一一-1-一-1-1_1-1-_ 一-一一一一一一|一一一

20、一一l一一一一一-，一一一一1一_，一一-一一一一一-一-1一一-1一一-1一一一一1一一一1一一-，一一-，-一一-一-，一一-，一一一，_一-.一一-_寸一-1-1-一一l一一-一-一一-一-一一一-一-一一-一一l一-二之一-一-，一一一一l一一|一一-一一一l一一一|一一|一一一l一一一|一一斗-一一l一一叫一-习11111=ll二=二二二=试验者z记录着z共28页第26页JJG 624-89 激撞管莓置遭曾戳准记最放放5民灵健峰上升时局稳灵固频1阻大大样敏储M. 态敏有率尼|备注倍时值器数间度踵格f司期.格度(kHz) 此二|二i二|二i二1=1=1=1二|工|二=仁二-牛-，-，啕

21、-，-，-，-，-一-四-，-于-，-【-，-一-_-，-，一-，-，-一-，-，-一，-一-，一-，一-一-，-一一-一-一-，-一-一-，-，-，-;-一-，-，-一-1一一-，-一-一-一-卡-一-一-，-一-1-1一一-，-一-，-，-一-，-一-，-一-，一一-，-一-一一一-，-一一-一-白白-，-，-，-、，-一，-，-，-二-，-叫，-一-，-一-I-I-I-，-，-，-，-卢-，-一-，-一二，二，-，-，一一l一-，:1-1一-1_l一一一一一一一一一一一一二二二t=t=1二|二i二|工二三三二二-t一|一I-j-I二一一二一l一一一一附录E撞定记录(芷弦压力发生罢置?压力

22、传惑动态彼准记祭和结果. 些工iJ;|:;!川zlA;22lr l 盟主捡单位一一一一一传感器名称一一一一传感器型号一-一一一测量范围一一一一一一一蝙号一一一一制造单位一一一一-一检定编号被准日期一一二年一一一月一_:_a室温极准看复核者一一一一一一一一一一一-1一一一一一一-1一一一一一一1-一_1一一一一一-请段频率gHz I 备注LECmM品!g出昆同精旦到共28页第28页附录6窒温湿度气压上升时间固有频率备注z检定证书内容格式 % MPa 检定结果JJG 624 89 . , I , 1 中华人民共和国国家计量检定规程E为ft.动态a准JJG 624-89 试行国家技术监督局颁布剖宁国计量出版配出版草草.回圃1P4中国计量出版耻印刷厂印刷新华书店北京发行济发行-忡开本850x 1168/32 印i:l字数25千字1990年2月第1版1990年2月第1次印刷-印数1-7000统一书号155028-273鑫份I元标准新书目IIS9-0810字