电阻应变传感器动态特性校准方法的研究

徐爱华; 代国红; 胡红波; 曾卓; 许昊; 李天添; 徐建华

doi:10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0349

电阻应变传感器动态特性校准方法的研究

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0349

1.
湖北省计量测试技术研究院，武汉 430223
2.
南昌大学物理与材料学院，南昌 330031
3.
武汉地震计量检定与测量工程研究院有限公司，武汉 430071
4.
湖北省水利水电科学研究院，武汉 430070

基金项目: 国家自然科学基金项目（12364019）。

详细信息

作者简介:
徐爱华（1981-），湖北省计量测试技术研究院高级工程师，研究方向：振动计量，邮箱：40244720@qq.com

计量
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出版历程
- 收稿日期: 2023-12-13
- 录用日期: 2024-01-02
- 修回日期: 2024-01-15
- 网络出版日期: 2024-01-22

Research on Dynamic Characteristic Calibration Method of Resistance Strain Sensor

1.
Hubei Institute of Measurement and Testing Technology, Wuhan430223, China
2.
School of Physics and Materials Science, Nanchang University, Nanchang 330031, China
3.
Wuhan Seismic Metrological Verification & Surveying Engineering Institute Co., LTD., Wuhan 430071, China
4.
Hubei Water Resources Research Institute, Wuhan 430070, China

摘要

摘要: 电阻应变传感器种类繁多、应用广泛，在桥梁隧道、建筑、航空航天等行业和领域中多用来对其结构进行监测，而合理评价电阻应变传感器的动态特性就非常重要，讨论分析了电阻应变传感器的特点及相关国内外标准规范对计量特性的描述，针对电阻应变传感器的计量校准现状，论述了一种利用现有的振动计量装置进行电阻应变传感器动态特性校准的方法。该方法以现有的振动标准装置为基础，通过动态信号分析仪分别采集振动台信号和应变传感器信号，并对测量信号进行分析得到动态灵敏度，完成传感器动态特性的校准。通过试验验证了该方法切实可行，重复性较好，最后说明了数据处理过程并评估了传感器动态灵敏度的不确定度。
- 计量学 /
- 计量校准 /
- 应变传感器 /
- 动态特性 /
- 测量不确定度
Abstract: There are many types and applications of resistance strain sensors, which are widely used in industries and fields such as bridges, tunnels, construction, aerospace, etc. They are often used to monitor their structures. Therefore, it is very important to evaluate the dynamic characteristics of resistance strain sensors reasonably. This article discusses and analyzes the characteristics of resistance strain sensors and the description of metrological characteristics in relevant domestic and foreign standards and specifications. In view of the current status of metrological calibration of resistance strain sensors, this paper discusses a method for calibrating the dynamic characteristics of resistance strain sensors using existing vibration measuring devices. This method is based on the existing vibration standard device, collecting vibration table signals and strain sensor signals through a dynamic signal analyzer, and analyzing the measurement signals to obtain dynamic sensitivity, completing the calibration of sensor dynamic characteristics. The feasibility and good repeatability of this method were verified through experiments. Finally, the data processing process was explained and the uncertainty of the dynamic sensitivity of the sensor was evaluated.
- metrology /
- metrological calibration /
- strain sensor /
- dynamic characteristics /
- measurement uncertainty

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图 1 激光法测量原理图

Figure 1. Schematic diagram of laser measurement

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图 2 标准传感器法测量原理图

Figure 2. Schematic diagram of standard sensor method measurement

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表 1 重复性测试

Table 1. Repeatability test

测试序号灵敏度/（μV/με）

1 7.02
2 7.01
3 7.05
4 7.04
5 7.02
6 7.03
7 7.04
8 6.99
9 6.95
10 6.99

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