一种传感器的原位校准方法与流程

本发明涉及测试测量领域，具体涉及一种传感器的原位校准方法。

背景技术：

传感器已成为获得自然和生产信息的一种极为重要的工具，尤其对于现代工业来说，如缺少传感器，现代工业就将失去基础。现代工业设备中应用了大量传感器来检测设备运行状态，实现在线检测。传感器工作性能准确性和设备正常运行以及使用者的人身安全等方面息息相关，因此，必须及时准确地对这些传感器的工作性能进行校准。

当前通用的传感器校准方法是将待检传感器从设备中分离，利用标准振动台套组进行校准，然后重新安装到设备中。这种方法可以获得较为准确的校准结果，但是需要从设备上拆卸传感器，操作繁琐，特别是对安装有数百上千传感器的大型系统而言，工作量极为巨大，降低生产效率，增加成本。

为减少工作量，提高生产效率，目前已有发明传感器能进行原位校准，如发明《传感器在线校准方法》(申请公布号：CN 103090901 A)公开了一种传感器的原位校准方法。但其仅利用激励单元对传感单元进行定性检测，无法进行定量校准，并缺乏对其激励单元的校准，因此该发明所述的校准方法不能获得准确的定量校准数据，仅具有评价传感器是否有信号输出的功能，不能作为一种准确的校准方法。

因此开发一种简单易行，可实现原位校准的传感器检测方法成为业界长期以来渴望解决的难题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的发明目的在于提供一种传感器的原位校准方法，简便易行，能够实现批量传感器的原位校准，克服现有技术的不足，提高传感器校准效率。

为实现上述发明目的，本发明提供以下的技术方案，一种传感器的原位校准方法，包括如下步骤：

(1)使内部设置激振单元的待校准传感器处于工作原位，将参考传感器安装在所述待校准传感器的顶面；

(2)驱动源输出连接所述待校准传感器的激励信号输入端，所述参考传感器输出端连接检测仪；

(3)驱动源输出的激振信号，输入至所述待测准传感器，所述参考传感器产生压电信号，输出到检测仪；

(4)通过所述检测仪读取检测值，与参考传感器灵敏度比较，完成对所述待校准传感器的激振单元的校准；

(5)拆除所述参考传感器，将所述待校准传感器的传感信号输出端连接检测仪；

(6)驱动源输出相同的激励信号，输入至所述待校准传感器，所述待校准传感器产生的压电信号，输出到检测仪；

(7)通过所述检测仪读取检测值，与激振单元的激励信号比较，完成对所述待校准传感器的传感单元的校准，从而实现传感器的原位校准。

上述技术方案中，所述参考传感器安装在所述待校准传感器的顶面，利用待校准传感器的顶面中心的传感信号输出端，与所述参考传感器的底面安装孔连接。

上述技术方案中，所述检测仪包括调理器。

上述技术方案中，所述原位校准方法为比较法，首先利用参考传感器对待校准传感器的激振单元进行校准，然后利用待校准传感器的激振单元对待校准传感器的传感单元进行校准。

上述技术方案中，所述待校准传感器为具有原位校准功能的传感器。

上述技术方案中，所述具有原位校准功能的传感器内部包含激振单元和传感单元。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明通过使用内部设置激振单元的传感器，实现对传感器的原位校准，无需对传感器进行拆装操作，也无需使用标准振动台套组，得到准确的校准结果，有效提高工作效率，降低成本。本发明尤其适用于包含大量传感器的大型复杂设备中。

附图说明

图1为本发明公开的传感器的原位校准方法的校准示意图(步骤1～4)；

图2为本发明公开的传感器的原位校准方法的校准示意图(步骤5～8)；

图3为本发明公开的具有原位校准功能的传感器结构示意图。

其中，1、待校准传感器；2、参考传感器；3、传感信号输出线；4、激励信号输入端；5、激励信号输入线；6、被测件；7、驱动源；8、包含调理器的检测仪；9、传感信号输出端；10、壳体；11、传感单元；12、激振单元；13、底座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1和图2，如其中的图例所示，如其中的图例所示，一种传感器的原位校准方法，通过以下步骤实现：

(1)提供一具有原位校准功能的待校准传感器1,使待校准传感器1处于工作原位(安装在被测件6上)待校准，将参考传感器2安装在待校准传感器1的顶面，参考传感器2的灵敏度为S₀；

(2)将激励信号输入线5连接驱动源7和待校准传感器1的激励信号输入端4，传感信号输出线3连接参考传感器2的输出端和包含调理器的检测仪8；

(3)驱动源7输出的激励信号P，输入至待测准传感器1，参考传感器2产生压电信号，输出到检测仪8；

(4)通过检测仪8读取检测值T₁；

(5)拆除参考传感器2，传感信号输出线3连接待校准传感器1的传感信号输出端9和包含调理器的检测仪8；

(6)驱动源7输出相同的激励信号P，输入至待校准传感器1，待校准传感器1产生的压电信号，输出到检测仪8；

(7)通过检测仪8读取检测值T₂；

(8)待校准传感器1的灵敏度S可通过下式计算得到：

$S=\frac{S_0\×T_1}{T_2}$

通过比较法，计算得到待校准传感器1的灵敏度，达到传感器原位校准的目的。

参见图3，如其中的图例所示，具有原位校准功能的待校准传感器1的结构。

待校准传感器1包括封装组件和功能组件，上述封装组件包括壳体10和底座13，壳体10封装连接在底座13上，上述功能组件包括传感单元11和激振单元12，分别位于上述封装组件的内部，功能组件还包括激励信号输入端4和传感信号输出端9，分别连接激振单元12和传感单元11。

工作时，传感单元11因振动而产生的信号通过检测仪8采集，即得测量值；校准时，将驱动源7输出的激振信号施加于激振单元12，激振单元12即产生振动，通过检测仪8分别采集参考传感器2和传感单元11的输出信号，并进行对比，即可对待校准传感器1进行校准。

以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。