弹底压力测试中压力传感器的加速度效应及其校准方法.pdf

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1、第24卷第9期传感技术学报Vo1．24No．92011年9月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSSep．2011TheAccelerationEfiectandCalibrationMethodofPressureSensorsintheTestofPressureontheBottomoftheProjectilerANGHui，SHENDawei，ZUJingfScienceandTechnologyonElectronicTest&MeasurementLa

2、boratory，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China)Abstract：Forthepressuresensorsaffectedbythehighpressureandthehighaccelerationatthesametimeinthetestofpressureonthebottomoftheprojectile，itproposesakindofcalibrationmethodforpressuresensorswhenexistsa

3、ccelerationeffect．Thecalibrationmethodappliesseriesofdifferentpressurestopressuresensors，andinconditionofeachpressureappliesseriesofdifferentaccelerationexcitationpulsesusingHopkinsonBar，whichobtainsaccelerationeffectthatgeneratedbydifferentseriesofin

4、centives．AnalyzingandverifyingthisaccelerationeffectthroughANSYSfiniteelementsimulationandmeasureddatainordertoverifythefeasibilityofthecalibrationmethod．Keywords：pressureonthebottomoftheprojectile；pressuresensors；accelerationeffect；calibrationEEACC：7

5、130；7210X；7230；7320Vdoi：10．3969／j．issn．1004-1699．2011．09．006弹底压力测试中压力传感器的加速度效应及其校准方法杨会，沈大伟，祖静(中北大学电子测试技术重点实验室，太原030051)摘要：针对弹底压力测试中压力传感器同时受到高加速度的影响，提出了一种压力传感器加速度效应的校准方法。该校准方法通过对压力传感器施加系列不同的压力并采用霍普金森杆产生对应的不同系列激励加速度脉冲，从而测得该压力传感器不同系列激励的加速度效应。通过ANSYS有限元仿真

6、和校准实验对加速度效应的验证，从理论分析和实验数据都证实了压力传感器加速度效应校准的必要性。关键词：弹底压力；压力传感器；加速度效应；校准；中图分类号：TP212．1文献标识码：A文章编号：1004-1699(2011)09-1256-04压电式压力传感器由于其使用方便，灵敏度精传感器输出的影响，进而对压力传感器的加速度效度高，信噪比高，结构简单，重量轻等优点，广泛应用应进行补偿，需同时测得加速度和压力的时间曲线，于弹底的压力测量中⋯。在弹底压力测试中，压力然后经过计算机对测得的数据进行处理。弹底

7、压力传感器同时受到高加速度的影响，加速度效应的去测试原理如图1所示。除及补偿方法是弹底压力测试中压电式压力传感器校准的关键技术。因此本文提出了一种弹底压力测试中压电式压力传感器的校准方法。并且运用ANSYS有限元仿图1弹底压力测试的原理图真和校准实验，从理论和实测数据两方面证实了压通过测试系统我们需要得到加速度a和压力，力传感器加速度效应校准的必要性。的数据。由式(1)、(2)可得到弹底压力。Faa压力=F—F惯性力(1)1工作原理F惯性力=ma(2)在弹底压力测试中，为了去除高加速度对压力式中：

8、F弹底压力表示弹底压力，F惯眭力表示加速度收稿日期：2011—02—17修改日期：2011—06-28第9期杨会，沈大伟等：弹底压力测试中压力传感器的加速度效应及其校准方法1257对压力传感器输出产生附加的惯性力，m是传感器由于传感器中的膜片、基座以及导电片对系统的质量。的仿真结果产生很小的影响，因此所建模的压力由此可见，得到精确的F值是至关重要的，因传感器由两个连在一起的极性相反(一个是左旋石此对压力传感器加速度效应的校准是解决弹底压力英晶体，一个是右旋石英晶体)的圆柱形石英晶体