關于應變傳感器計量特性的校準方法分析

摘 要：應變傳感器是應變監測中的主要內容，通常情況下將其安裝在監測對象的內部或者表面。基于此，本文將分析應變傳感器的計量特性，并分析應變傳感器計量特性中的校準方法，其中主要包括校準裝置、校準計算方法以及特性校準內容等方面。

關鍵詞：應變傳感器；校準方法；計量特性

前言：應變傳感器在實際應用的過程中必須具備較強的準確性、一致性以及穩定性，要想達到這一目的，就需要針對應變傳感器計量特性展開校準工作，這種方式能夠提升應變傳感器實際應用效率。本文將針對應變傳感器計量特性展開研究，確定其校準方法，提升應變傳感器的準確性。

一、應變傳感器的計量特性

應變傳感器的計量特征主要包括以下幾點，第一，靈敏度。靈敏度與應變傳感器的滿量程輸出相互對應，針對不同測量范圍的應變傳感器，靈敏度的表述更加廣泛。第二，線性度。線性度包括非線性度和不符合度，二者包含的內容相同，該特性能夠對曲線與直線之間的關系進行校準，線性度與非線性度之間是相互對應的，線性度在實際應用中的使用頻率較高。第三，回差。回差主要用于測量應變過程中應變計量存在的往返情況，這種情況一旦出現，就會影響最終的測量結果。第四，綜合誤差。綜合誤差指的是將應變計綜合性能計量特性顯示出來，其在實際應用的過程中具有較強的明確性以及簡潔性。

二、應變傳感器計量特性中的校準方法

（一）校準裝置

應變傳感器計量特性校準采用的裝置為光纖為應用傳感器校準裝置，其在實測量分辨力為4.5 nε，在此過程中可以使用激光干涉的方式測量其中的長度變化，該裝置主要包括測量系統、固定平臺、移動滑臺以及頻率采集器等。在應變傳感器計量特性校準的過程中，應變傳感器兩端安裝在移動滑臺和固定平臺中，移動滑臺由于絲杠會出現位移，位移位置利用激光干涉的方式進行測量。在測量時，光軸與運動平臺的運行方向相互一致，并將應變計中的測量線與光軸相互靠近，這種方式能夠降低誤差。本次應變傳感器計量特性中校準方法的特點為，將激光干涉儀作為應變計變化的測量儀器，并將其分辨率提升到1nm，校驗裝置在此過程中需要滿足各個標距的應變計需求，其中移動滑臺的工作面為長方形，這種方式能夠降低運動過程中影響因素對其的影響，幫助校準人員在一個行程中完成相應的實驗。

（二）校準計算方法

在應變傳感器計量特性校準的過程中，20攝氏度的恒溫條件，實驗中兩個小時之內溫度的變化情況不能在0.2攝氏度以上，這種方式能夠保證最終應變傳感器計量特性校準的準確性。在滿足以上要求之后，整個校準過程可以忽略溫度對其的影響。另外，在此過程中需要將標距作為其中的主要參數，在此基礎上進行計算，校準裝置為整個應變傳感器計量特性校準提供相應標準應變值。

（三）特性校準內容

在應變傳感器計量特性校準的過程中，主要計量特性包括以下內容，第一，線性度，利用正反行程中的激光干涉儀，將其中的數值進行代入處理，得到實際輸入值和與其相互對應的理論值，其中最大值就是應變傳感器的線性度。第二，回差。在對其進行校準的過程中，收集三次正行程的數據，并將最終的計算結果帶入到斜率計算中，使用最小二乘法的方式進行整合處理，確定截距。還是采用這種方式，將三次實驗中的截距相互整合，得出最終的計算結果。第三，重復性。先測量實際應變傳感器中的重復性，在此基礎上計算該校準點中測量數值樣本，確定其偏差在95%的位置點，并計算出其中的極限值，該極限值中的最大值就是本次重復性的校驗結果[1]。

在對應變傳感器計量特性展開實際校準的過程中，需要對應變傳感器計量特性術語進行統一處理，在此基礎上實施校準，在此過程中使用最小二乘法的方式進行分析，將其應用在應變傳感器計量特性校準中，能夠提升整個校準結果的準確性。本次實驗根據計算得出計量特性指標，并對最終的校準結果進行分析檢測，確定其中存在的不確定度，應變傳感器計量特性綜合誤差的不確定度為0.10%。通過以上分析能夠看出，利用應變傳感器計量特性校準的方式，能夠為整個性能測評活動提供條件，提升應變傳感器的實際應用準確性，這無論是對應變傳感器計量特性校準還是對應變傳感器準確性能提升來說，都是一種有效的方法，因此相關人員需要對其進行全面有效的控制，使應變傳感器在實際應用中能夠對檢測對象展開全面細致的監測，提升最終建筑水平。

結論：綜上所述，對應變傳感器計量特性的校準方法進行研究，能夠大大提升應變傳感器的應用質量，目前應變傳感器在我國的實際應用范圍較廣，例如橋梁時隧道檢測以及石油管道檢測等。針對應變傳感器中的靈敏度、線性度、回差和重復性等計量特性展開檢測，全面提升我國應變傳感器計量特性的準確性。

參考文獻：

[1]俞森龍，王興平，相恒學，Mike Tebyetekerwa，朱美芳.基于三元復合導電纖維應變傳感器的構筑及其性能研究（英文）[J/OL].Science China.Materials：1-10[2019-03-26].

作者簡介：

石玉香（1986.01.17），女，籍貫：山西大同，職稱：工程師，學歷：本科，研究方向或專業：壓力計量專業。