力傳感器校準(zhǔn)通常是使用復(fù)雜的液壓拉力/壓力機或靜載荷做校準(zhǔn),為了保證安全加載力,通常這種系統(tǒng)設(shè)置比較繁瑣。校準(zhǔn)壓電力傳感器時,需要系統(tǒng)的采集功能同時支持壓電傳感器和應(yīng)變載荷傳感器(參考傳感器)。這種系統(tǒng)最大的校準(zhǔn)量程可達20,000lbf(99KN)如下圖所示:
另外一種替代的方法就是使用重力法校準(zhǔn),利用重力作為參考,單通道采集系統(tǒng)就可以校準(zhǔn)力傳感器。但是這個重力法校準(zhǔn)使用的參考質(zhì)量塊比較小,所有它能夠校準(zhǔn)的量程非常有限,對于大量程力傳感器來說,不能夠在全部量程范圍內(nèi)校準(zhǔn)。它的量程范圍取決于質(zhì)量塊大小,PCB®公司力傳感器校準(zhǔn)系統(tǒng)提供的質(zhì)量塊分別為1lbf(4.5N),2lbf(9N)以及3lbf(13.4N),如下圖所示:
第三種校準(zhǔn)方法是使用沖擊法校準(zhǔn)技術(shù),和模態(tài)力錘的校準(zhǔn)方法類似。這種校準(zhǔn)方法設(shè)置簡單,只需要兩通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),而且可校準(zhǔn)的量程和靜載荷或拉力機校準(zhǔn)系統(tǒng)類似。如下圖所示:
PCB公司使用不同量程的力傳感器進行多次校準(zhǔn)測試來驗證第三種校準(zhǔn)方法適用的量程范圍,以最小化校準(zhǔn)不確定度。力傳感器量程范圍從10lbf到5000lbf,測試結(jié)果如下:
· ??n = 沖擊法校準(zhǔn)力傳感器的靈敏度
· ???? = 傳統(tǒng)校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)的力傳感器靈敏度
· ????= 沖擊法校準(zhǔn)的不確定度百分比
· ???? = 傳統(tǒng)校準(zhǔn)方法的不確定度百分比
從結(jié)果可以看出,量程范圍10~500lbf的校準(zhǔn)結(jié)果歸一化誤差比較小,在±1%的可接受范圍之內(nèi)。而1000~5000lbf的校準(zhǔn)結(jié)果歸一化誤差相對較大,這個分析原因可能是因為用力錘敲擊的時候沒有垂直以及偏心導(dǎo)致的,同時為了得到更大的力,力錘和力傳感器之間是非常尖銳的硬碰硬沖擊。
PCB公司的力傳感器沖擊法校準(zhǔn)系統(tǒng)9155D-961規(guī)格如下:
軟件界面如下:
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