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| 标准编号 | GB/T 15478-2015 (GB/T15478-2015) | | 中文名称 | 压力传感器性能试验方法 | | 英文名称 | Test methods of the performances for pressure transducer-sensor | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | N11 | | 国际标准分类 | 71.040.30 | | 字数估计 | 25,293 | | 发布日期 | 2015-12-10 | | 实施日期 | 2016-07-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 15478-1995 | | 引用标准 | GB/T 2423.1-2008; GB/T 2423.2-2008; GB/T 2423.3-2006; GB/T 2423.5-1995; GB/T 2423.10-2008; GB/T 2423.15-2008; GB/T 2423.17-2008; GB/T 2423.21-2008; GB/T 2423.24-2013; GB/T 2423.25-2008; GB/T 2423.26-2008; GB/T 2423.27-2005; GB/T 2423.37-2006; GB/T 8170-2008; GJB 150.17 | | 标准依据 | 国家标准公告2015年第38号 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | 本标准规定了压力传感器(以下简称传感器)性能的试验条件、试验的一般规定、试验项目及试验方法、数据计算及处理。本标准适用于压力传感器(包括绝压传感器、差压传感器、表压传感器和负压传感器)。 | GB/T 15478-2015: 压力传感器性能试验方法
GB/T 15478-2015 英文名称: Test methods of the performances for pressure transducer/sensor
ICS 17.100
N11
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 15478-1995
压力传感器性能试验方法
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
1 范围
本标准规定了压力传感器(以下简称传感器)性能的试验条件、试验的一般规定、试验项目及试验方
法、数据计算及处理。
本标准适用于压力传感器(包括绝压传感器、差压传感器、表压传感器和负压传感器)。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
3.2.2 标准压力源
标准压力源应选用工作基准活塞压力计、工作基准微压计、标准活塞式压力计、标准活塞式压力真
空计、气动活塞式压力计、标准浮球式压力计、标准液体压力计(微压计)、数字式压力计、精密压力表以
及其他相应准确度等级的压力计量标准器。
标准压力源选择原则如下:
a) 对于0.01级~0.05级的传感器,其误差不应超过被试传感器允许基本误差的1/2;
b) 对于0.1级~4.0级的传感器,其误差应不超过被试传感器允许基本误差的1/3;
c) 提供的仪表或监视标准压力源的仪表量程,应为被试传感器满量程的125%~500%;
d) 在整个量程范围内的压力输出应连续可调,压力输出也可以采用阶跃式调节,但阶跃的方式必
须保证被试传感器在试验过程中不因过冲和扰动而引起迟滞误差。
注:对于准确度超过0.01级的传感器,可由传感器详细规范规定。
3.2.3 激励电源
激励电源按被试传感器要求,应选用精密稳压电源、稳流电源、干电池或蓄电池等。其稳定度误差
应不超过被试传感器允许基本误差的1/5。
3.2.4 读数记录装置
读数记录装置按被试传感器输出的要求,应选用数字式电压表、数字式频率计、电流表等。其准确
度误差应不超过被试传感器允许基本误差的1/5。
3.2.5 其他试验设备
其他试验设备应按试验要求配备。
4 试验的一般规定
4.1 证书文件
试验用的主要仪器设备和计量器具应具有计量/校准技术机构签发的有效期内的检定证书或校准
证书,以保证其量值能够溯源到国家基准。
4.2 外观
传感器的外观应无明显的瑕疵、划痕,接头螺纹应无毛刺、锈蚀和损伤,焊接处应牢固,电连接器应
接触可靠。
4.3 标志
传感器的标志应清晰、正确无误。其中包括:
a) 电源输入端、信号输出端及极性的标志;
b) 差压传感器的高压端和低压端接嘴应有永久性标志。
4.4 放置时间
试验前,被试传感器应在试验环境条件下放置,放置时间应不小于1h。放置时间也可按传感器的
详细规范规定。
4.5 预热时间
试验前,被试传感器及其相连接的测试仪器和激励电源应通电预热,预热时间应不小于0.5h。预
热时间也可按传感器的详细规范规定。
4.6 连接方式
被试传感器与其激励电源、压力源和读数装置的连接方式,应按其压力系统管路图和电路图的规
定。连接方式也可按传感器的详细规范规定。
4.7 安装方法
被试传感器的安装,应按传感器详细规范的规定进行。
5.4.2.1 试验原则
被试传感器在符合4.1~4.7规定条件下,给传感器施加不少于3次的预压,使被试传感器压力升到
测量上限值,待压力稳定后降压,返回零点。然后在包括传感器测量上、下限的全量程范围内选择均匀
分布的6个~11个试验点进行,测量与输入压力点对应的传感器输出,并且重复3次或3次以上的升、
降压校准循环。
通过上述试验获得的数据,按附录A的计算方法可确定下列静态性能指标。
5.4.2.2 零点输出(Y0)
所加被测量为零时传感器的输出值为零点输出。
5.4.2.3 满量程输出(YF·S)
传感器测量上限输出值与测量下限输出值之差的绝对值(以理论特性直线的计算值为依据)为满量
程输出值,按式(A.11)计算。
对于定点使用的非线性传感器,为传感器测量上、下限示值的平均值之差的绝对值,按式(A.12)
计算。
对于非定点使用的非线性传感器及带刻度方程的线性传感器,为刻度方程上的上、下点输出值之差
的绝对值,按式(A.13)计算。
5.4.2.4 非线性(ξL)
校准曲线与某一规定直线偏离的程度为非线性。
线性传感器的非线性(ξL),按式(A.14)计算。
非线性传感器,不计算非线性指标;对于已给刻度方程的传感器,要在数据处理后按式(A.14)计算
拟合误差。对于非定点使用的非线性传感器,按式(A.15)计算刻度误差(ξK)。刻度误差的指标要求与
非线性要求相同。
5.5.1 试验方法
在规定的时间间隔及参比大气条件下,零点输出的变化为零点漂移。
传感器通电预热到规定时间(min)后,读取零点输出值;然后每隔规定时间(min)记录一次零点示
值,从开始记录起连续进行的时间不应少于2h。零点漂移按式(A.32)计算。
5.6.1 试验方法
在规定允差范围内,能够加在传感器上不致引起性能永久性变化的压力的最大值为超负荷。
对传感器施加规定的测量上限 (%)的超负荷压力信号,保持规定时间(min)后卸载,按规定
时间(min)予以恢复;然后按5.4的规定进行静态性能试验。传感器的性能指标值应符合静态性能各项
指标的规定值。
5.8.2 试验方法
传感器的动态性能参数应使用下列方法之一进行动态性能试验:
a) 瞬态激励法:
将传感器与激波管或快速开启阀相连接,对于负压传感器可用爆破膜片发生器产生一个负的
阶跃压力信号,上述阶跃压力的上升时间应是传感器上升时间的1/3或更短。
当激励装置产生一个阶跃压力信号时,用瞬态记录仪记录传感器的响应波形;然后对其进行分
析,以确定动态特性的各参数。
b) 正弦激励法:
用正弦压力发生器直接测得传感器的频率响应。如果传感器本身的谐振频率在正弦压力发生
器的频率范围之内,还可得到传感器的谐振频率、阻尼比和响应时间等。
采用正弦激励法时,应在正弦压力发生器上安装标准传感器,其动态性能指标要高于被测传感
器动态性能指标的5倍。
通过上述试验方法,可确定下列动态特性参数。
5.8.3 动态性能参数
5.8.3.1 频率响应
在规定的频率范围内,对加在传感器上的正弦变化的被测量来说,输出量与被测量振幅之比及输出
量和被测量之间相差随频率的变化为频率响应。表示为:从零至 (Hz)时,幅值误差不大于
%;相位偏差不大于 。对于压电类动态压力传感器,应表示为:从近零的 (Hz)至
(Hz)时,幅值误差不大于 %;相位偏差不大于 。
频率响应应以在规定的频率范围内的频率和某一规定的被测量为基准。
5.8.3.2 谐振频率
传感器具有最大输出幅值的被测量频率为谐振频率。表示为: (Hz或kHz)。
5.8.3.3 自振频率(亦称振铃频率)
当被测量(压力)为阶跃变化时,在传感器输出中瞬时出现的自由振荡频率为自振频率。
5.8.3.4 阻尼比
实际阻尼系数与临界阻尼所对应的阻尼系数之比为阻尼比。表示为:临界阻尼的 (%)。
5.8.3.5 上升时间
由于被测量(压力)的阶跃变化,传感器输出从规定最终值一个小的百分率上升到一个大的规定百
分率的时间,为上升时间。表示为:对传感器施加压力 (MPa)的阶跃压力信号时输出从10%上
升至90%的时间(ms或μs)。
5.8.3.6 时间常数
由于被测量(压力)的阶跃变化,传感器输出由施加上阶跃压力的一刻起至上升到最终值的63%时
所需要的时间为时间常数。对传感器施加 (MPa)的阶跃压力信号,从施加上阶跃压力的一刻起
至传感器输出上升到最终值的63%时所需要的时间表示为 (ms或μs)。
5.9.2.1 温度影响试验
传感器的温度影响试验应按GB/T 2423.1-2008试验Ab和GB/T 2423.2-2008试验Bb的规定
进行。
试验时,首先记录环境温度,在一般试验大气条件下进行3次上、下限校准循环,测其在一般试验大
气条件下的零点输出平均值及满量程输出平均值;也可将传感器置于箱内温度与环境温度一致的合适
的高低温试验箱内进行检测。然后,将传感器置于合适的高低温试验箱内,在一定的温度(至少是工作
温区的上、下限)下经过规定时间的充分热稳定之后,记录其温度值并进行一次测量上、下限校准循环
(只测一次循环),返回到开始前的同一温度值,再测一次零点输出值及满量程输出值(允许只测一次)。
最后按附录A的式(A.35)~式(A.40)计算热零点漂移(α)、热满量程输出漂移(β)、热零点滞后(αH)和
热满量程输出滞后(βH)。试验结果应符合传感器详细规范规定的要求。
5.9.2.2 振动影响试验
传感器的振动影响试验应按GB/T 2423.10-2008的规定进行。
试验时,将传感器安装在振动试验台上,按规定的频率和振幅(或加速度),沿规定的方向振动。记
录传感器振动前和振动过程中的零点输出信号,并按式(A.41)计算振动对零点的影响。振动试验后按
5.4进行静态性能试验,试验结果应符合传感器详细规范规定的要求。
5.9.2.3 冲击影响试验
传感器的冲击影响试验应按GB/T 2423.5-1995的规定进行。
将传感器安装在冲击试验台上,按规定的加速度和轴向进行冲击,达到规定的冲击次数后,按5.4
进行静态性能试验,试验结果应符合传感器详细规范规定的要求。
5.9.2.4 加速度影响试验
传感器的加速度影响试验应按GB/T 2423.15-2008的规定进行。
将传感器安装在离心试验机上,在规定的方向上施加规定的加速度,记录传感器加速前和加速过程
中的零点输出信号,并按式(A.42)计算加速度对零点的影响。加速度试验后,按5.4进行静态性能试
验,试验结果应符合传感器详细规范规定的要求。
5.9.2.5 湿热影响试验
传感器的湿热影响试验应按GB/T 2423.3-2006的规定进行。
将被试传感器放置在恒温恒湿试验箱内,施加规定的温度(40℃±2℃)和湿度(93%RH±3%RH),
保持规定的时间(48h)后,将传感器取出放到一般试验大气条件环境中,在10min内测量传感器的绝
缘电阻,并按5.4进行静态性能试验,试验结果应符合传感器详细规范规定的要求。
5.9.2.6 外磁场影响试验
将传感器放置在电磁场干扰试验台中,使磁场方向对准传感器第一坐标轴向(Y轴向)。首先,对传
感器施加(50%~70%)量程的压力信号,记录传感器输出值,然后施加磁场强度为400A/M(均方根)
的磁场信号,调整移相器(0°~360°)观察传感器的输出变化,并按式(A.43)计算外磁场对传感器的输出
值的影响,试验结果应符合传感器详细规范规定的要求。
5.9.2.7 气密性影响试验
按被试传感器型式的不同,使用下列方法之一进行气密性影响试验:
a) 绝压和密封参考压力传感器:
将被试传感器置于真空箱内,接上测试记录仪器。当真空度达到规定值并保持恒定时,记下传
感器的零点输出。在此状态下,保持规定时间,再记下零点输出,其零点输出变化所引起的误
差应符合传感器详细规范规定的要求。
b) 单向和双向差压传感器:
将传感器的“高”、“低”压两端并接与标准气压表相连组合后再通过一个真空阀门与真空泵连
接组成系统,并将整个系统抽空到规定的压力值,关闭真空阀门切断真空源。在规定的时间
内,观察标准气压表压力示值,其变化量应不超过规定值(Pa)。亦可将真空泵和真空阀换成
一正压力源,向传感器“高”、“低”压腔加压至规定值,并将传感器侵入液体介质(如水)中,在规
定的时间内不应有可见的气泡逸出。
c) 真空氦质谱检漏:
将传感器感压腔室与氦质谱检漏仪检测口相连,直接检测传感器感压腔的泄漏率,其值应符合
传感器详细规范规定的要求。
5.9.2.8 盐雾影响试验
传感器的盐雾影响试验应按GB/T 2423.17-2008的规定进行。
经本试验后,不进行电气试验。试验后,经蒸馏水洗净并经过干燥后进行传感器外观检查(要特别
注意龟裂、起皮和暴露处的麻点),传感器详细规范有要求时,还可进行相应的规定试验,以评定本试验
对传感器性能的影响,试验结果应符合传感器详细规范规定的要求。
5.9.2.9 热辐射影响试验
传感器的热辐射影响试验应按GB/T 2423.24-2013的规定进行。
经本试验后,按5.1和5.3规定进行外观和电气性能检测,试验结果应符合传感器详细规范规定的
要求。
5.9.2.10 低气压影响试验
传感器应按GB/T 2423.21-2008的规定进行低气压影响试验。
经本试验后,按5.1和5......
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