静态性能指标及其标定步骤

静态性能指标1、重复性重复性是指在条件（测量仪器、测量方法、使用条件等）相同时，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的符合程度。重复性是衡量测量结果离散性的指标，即随机误差大小的指标，在数值上是用测量结果标准差的2-3倍与测量系统满量程A比值的百分数表示，即23100%repeatabilityA2、线性度（非线性误差）测量系统输出与输入关系可用一个多项式来表示，即2012nnySSxSxSx式中S0为零点漂移；S1为测量系统的灵敏度；S2-Sn为非线性项特定常数。由上式可以看出，输出与输入量之间除了线性项外，还有高次分项。当S0=S2=Sn=0时，方程可用一条通过零点的直线表示，此时是理想线性关系。测量系统的实际输出、输入关系对理想直线的偏差用线性度描述。线性度定义为测量系统的标定曲线对理想拟合直线的最大偏差Δ对满量程A的百分比，即100%linearityA线性度是以一定的拟合直线（或称参考直线）作为基准直线来计算。选取不同的基准直线，可得到不同的线性度数值。3、耦合误差桥路的应变输出存在一定程度的耦合，采用静态耦合误差评价耦合量的大小。j分力对i分力的静态耦合误差定义为在j分力输入且i分力无输入时，所测得的i分力输出绝对值与i分力满量程的比值。最大静态耦合误差可表示为max,100%ijFSiycrosstalky式中,FSiy为i分力满量程值，maxijy为j分力输入对i分力耦合输出绝对值的最大值。4、迟滞（回程误差）迟滞表示测量系统当输入量由小变大时，对于同一个输入值会得到大小不同的输出值，用所得输出值的最大差值hmax与满量程A比值的百分数表示max100%hhysteresisA5、灵敏度灵敏度是测量系统静态特性的另一个基本参数，定义为测量系统的输出的变化量Δy对输入的变化量Δx的比值，可用下式表示：ysensitivityx由上式可知，对于线性系统，输出量与输入量之间的关系是一条直线，灵敏度就是该直线的斜率，为一常量；对于非线性系统，灵敏度随输入量的变化而变化。应该指出，灵敏度越高，测量范围越窄，测量系统的稳定性也就越差。因此，应合理选择系统的灵敏度。静态标定步骤传感器的静态线性标定，在标定力无偏差和传感器纯线性的条件下，理论上只要对每个力分量单独加载1次即可，但由于标定力的偏差和腕力传感器的非线性作用，1次加载所得到标定矩阵的误差较大，实际中往往采用多次加载的方法求得标定矩阵，具体步骤如下：1、按传感器的满量程范围，将量程分为不少于10个测量点进行标定，将某一分量的负荷从零逐步增加至正向满量程，然后逐步减小至零，再逐步增加至负向满量程，然后逐步减小至零。在每个选定的测试点上记录数据，完成一个测试循环，每次测试至少应进行3个循环；2、按上述过程完成6个分量的负荷加载；3、计算出每个测量点上力和力矩的平均值，利用对应测量点的力和力矩值及相应的标定力数值计算出标定矩阵；4、将所得的多个标定矩阵相加并取其算数平均值，即得腕力传感器的静态线性标定矩阵；5、利用此标定矩阵对传感器输出信号进行解耦并再次标定检验结果。