关于应变传感器计量特性的校准方法分析

摘 要：应变传感器是应变监测中的主要内容，通常情况下将其安装在监测对象的内部或者表面。基于此，本文将分析应变传感器的计量特性，并分析应变传感器计量特性中的校准方法，其中主要包括校准装置、校准计算方法以及特性校准内容等方面。

关键词：应变传感器；校准方法；计量特性

前言：应变传感器在实际应用的过程中必须具备较强的准确性、一致性以及稳定性，要想达到这一目的，就需要针对应变传感器计量特性展开校准工作，这种方式能够提升应变传感器实际应用效率。本文将针对应变传感器计量特性展开研究，确定其校准方法，提升应变传感器的准确性。

一、應变传感器的计量特性

应变传感器的计量特征主要包括以下几点，第一，灵敏度。灵敏度与应变传感器的满量程输出相互对应，针对不同测量范围的应变传感器，灵敏度的表述更加广泛。第二，线性度。线性度包括非线性度和不符合度，二者包含的内容相同，该特性能够对曲线与直线之间的关系进行校准，线性度与非线性度之间是相互对应的，线性度在实际应用中的使用频率较高。第三，回差。回差主要用于测量应变过程中应变计量存在的往返情况，这种情况一旦出现，就会影响最终的测量结果。第四，综合误差。综合误差指的是将应变计综合性能计量特性显示出来，其在实际应用的过程中具有较强的明确性以及简洁性。

二、应变传感器计量特性中的校准方法

（一）校准装置

应变传感器计量特性校准采用的装置为光纤为应用传感器校准装置，其在实测量分辨力为4.5 nε，在此过程中可以使用激光干涉的方式测量其中的长度变化，该装置主要包括测量系统、固定平台、移动滑台以及频率采集器等。在应变传感器计量特性校准的过程中，应变传感器两端安装在移动滑台和固定平台中，移动滑台由于丝杠会出现位移，位移位置利用激光干涉的方式进行测量。在测量时，光轴与运动平台的运行方向相互一致，并将应变计中的测量线与光轴相互靠近，这种方式能够降低误差。本次应变传感器计量特性中校准方法的特点为，将激光干涉仪作为应变计变化的测量仪器，并将其分辨率提升到1nm，校验装置在此过程中需要满足各个标距的应变计需求，其中移动滑台的工作面为长方形，这种方式能够降低运动过程中影响因素对其的影响，帮助校准人员在一个行程中完成相应的实验。

（二）校准计算方法

在应变传感器计量特性校准的过程中，20摄氏度的恒温条件，实验中两个小时之内温度的变化情况不能在0.2摄氏度以上，这种方式能够保证最终应变传感器计量特性校准的准确性。在满足以上要求之后，整个校准过程可以忽略温度对其的影响。另外，在此过程中需要将标距作为其中的主要参数，在此基础上进行计算，校准装置为整个应变传感器计量特性校准提供相应标准应变值。

（三）特性校准内容

在应变传感器计量特性校准的过程中，主要计量特性包括以下内容，第一，线性度，利用正反行程中的激光干涉仪，将其中的数值进行代入处理，得到实际输入值和与其相互对应的理论值，其中最大值就是应变传感器的线性度。第二，回差。在对其进行校准的过程中，收集三次正行程的数据，并将最终的计算结果带入到斜率计算中，使用最小二乘法的方式进行整合处理，确定截距。还是采用这种方式，将三次实验中的截距相互整合，得出最终的计算结果。第三，重复性。先测量实际应变传感器中的重复性，在此基础上计算该校准点中测量数值样本，确定其偏差在95%的位置点，并计算出其中的极限值，该极限值中的最大值就是本次重复性的校验结果[1]。

在对应变传感器计量特性展开实际校准的过程中，需要对应变传感器计量特性术语进行统一处理，在此基础上实施校准，在此过程中使用最小二乘法的方式进行分析，将其应用在应变传感器计量特性校准中，能够提升整个校准结果的准确性。本次实验根据计算得出计量特性指标，并对最终的校准结果进行分析检测，确定其中存在的不确定度，应变传感器计量特性综合误差的不确定度为0.10%。通过以上分析能够看出，利用应变传感器计量特性校准的方式，能够为整个性能测评活动提供条件，提升应变传感器的实际应用准确性，这无论是对应变传感器计量特性校准还是对应变传感器准确性能提升来说，都是一种有效的方法，因此相关人员需要对其进行全面有效的控制，使应变传感器在实际应用中能够对检测对象展开全面细致的监测，提升最终建筑水平。

结论：综上所述，对应变传感器计量特性的校准方法进行研究，能够大大提升应变传感器的应用质量，目前应变传感器在我国的实际应用范围较广，例如桥梁时隧道检测以及石油管道检测等。针对应变传感器中的灵敏度、线性度、回差和重复性等计量特性展开检测，全面提升我国应变传感器计量特性的准确性。

参考文献：

[1]俞森龙，王兴平，相恒学，Mike Tebyetekerwa，朱美芳.基于三元复合导电纤维应变传感器的构筑及其性能研究（英文）[J/OL].Science China.Materials：1-10[2019-03-26].

作者简介：

石玉香（1986.01.17），女，籍贯：山西大同，职称：工程师，学历：本科，研究方向或专业：压力计量专业。