摘 要：應(yīng)變傳感器是應(yīng)變監(jiān)測(cè)中的主要內(nèi)容，通常情況下將其安裝在監(jiān)測(cè)對(duì)象的內(nèi)部或者表面。基于此，本文將分析應(yīng)變傳感器的計(jì)量特性，并分析應(yīng)變傳感器計(jì)量特性中的校準(zhǔn)方法，其中主要包括校準(zhǔn)裝置、校準(zhǔn)計(jì)算方法以及特性校準(zhǔn)內(nèi)容等方面。

關(guān)鍵詞：應(yīng)變傳感器；校準(zhǔn)方法；計(jì)量特性

前言：應(yīng)變傳感器在實(shí)際應(yīng)用的過程中必須具備較強(qiáng)的準(zhǔn)確性、一致性以及穩(wěn)定性，要想達(dá)到這一目的，就需要針對(duì)應(yīng)變傳感器計(jì)量特性展開校準(zhǔn)工作，這種方式能夠提升應(yīng)變傳感器實(shí)際應(yīng)用效率。本文將針對(duì)應(yīng)變傳感器計(jì)量特性展開研究，確定其校準(zhǔn)方法，提升應(yīng)變傳感器的準(zhǔn)確性。

一、應(yīng)變傳感器的計(jì)量特性

應(yīng)變傳感器的計(jì)量特征主要包括以下幾點(diǎn)，第一，靈敏度。靈敏度與應(yīng)變傳感器的滿量程輸出相互對(duì)應(yīng)，針對(duì)不同測(cè)量范圍的應(yīng)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(nèi)容相同，該特性能夠?qū)η€與直線之間的關(guān)系進(jìn)行校準(zhǔn)，線性度與非線性度之間是相互對(duì)應(yīng)的，線性度在實(shí)際應(yīng)用中的使用頻率較高。第三，回差?；夭钪饕糜跍y(cè)量應(yīng)變過程中應(yīng)變計(jì)量存在的往返情況，這種情況一旦出現(xiàn)，就會(huì)影響最終的測(cè)量結(jié)果。第四，綜合誤差。綜合誤差指的是將應(yīng)變計(jì)綜合性能計(jì)量特性顯示出來(lái)，其在實(shí)際應(yīng)用的過程中具有較強(qiáng)的明確性以及簡(jiǎn)潔性。

二、應(yīng)變傳感器計(jì)量特性中的校準(zhǔn)方法

（一）校準(zhǔn)裝置

應(yīng)變傳感器計(jì)量特性校準(zhǔn)采用的裝置為光纖為應(yīng)用傳感器校準(zhǔn)裝置，其在實(shí)測(cè)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(cè)量其中的長(zhǎng)度變化，該裝置主要包括測(cè)量系統(tǒng)、固定平臺(tái)、移動(dòng)滑臺(tái)以及頻率采集器等。在應(yīng)變傳感器計(jì)量特性校準(zhǔn)的過程中，應(yīng)變傳感器兩端安裝在移動(dòng)滑臺(tái)和固定平臺(tái)中，移動(dòng)滑臺(tái)由于絲杠會(huì)出現(xiàn)位移，位移位置利用激光干涉的方式進(jìn)行測(cè)量。在測(cè)量時(shí)，光軸與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)行方向相互一致，并將應(yīng)變計(jì)中的測(cè)量線與光軸相互靠近，這種方式能夠降低誤差。本次應(yīng)變傳感器計(jì)量特性中校準(zhǔn)方法的特點(diǎn)為，將激光干涉儀作為應(yīng)變計(jì)變化的測(cè)量?jī)x器，并將其分辨率提升到1nm，校驗(yàn)裝置在此過程中需要滿足各個(gè)標(biāo)距的應(yīng)變計(jì)需求，其中移動(dòng)滑臺(tái)的工作面為長(zhǎng)方形，這種方式能夠降低運(yùn)動(dòng)過程中影響因素對(duì)其的影響，幫助校準(zhǔn)人員在一個(gè)行程中完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。

（二）校準(zhǔn)計(jì)算方法

在應(yīng)變傳感器計(jì)量特性校準(zhǔn)的過程中，20攝氏度的恒溫條件，實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)小時(shí)之內(nèi)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(yīng)變傳感器計(jì)量特性校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。在滿足以上要求之后，整個(gè)校準(zhǔn)過程可以忽略溫度對(duì)其的影響。另外，在此過程中需要將標(biāo)距作為其中的主要參數(shù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算，校準(zhǔn)裝置為整個(gè)應(yīng)變傳感器計(jì)量特性校準(zhǔn)提供相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變值。

（三）特性校準(zhǔn)內(nèi)容

在應(yīng)變傳感器計(jì)量特性校準(zhǔn)的過程中，主要計(jì)量特性包括以下內(nèi)容，第一，線性度，利用正反行程中的激光干涉儀，將其中的數(shù)值進(jìn)行代入處理，得到實(shí)際輸入值和與其相互對(duì)應(yīng)的理論值，其中最大值就是應(yīng)變傳感器的線性度。第二，回差。在對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)的過程中，收集三次正行程的數(shù)據(jù)，并將最終的計(jì)算結(jié)果帶入到斜率計(jì)算中，使用最小二乘法的方式進(jìn)行整合處理，確定截距。還是采用這種方式，將三次實(shí)驗(yàn)中的截距相互整合，得出最終的計(jì)算結(jié)果。第三，重復(fù)性。先測(cè)量實(shí)際應(yīng)變傳感器中的重復(fù)性，在此基礎(chǔ)上計(jì)算該校準(zhǔn)點(diǎn)中測(cè)量數(shù)值樣本，確定其偏差在95%的位置點(diǎn)，并計(jì)算出其中的極限值，該極限值中的最大值就是本次重復(fù)性的校驗(yàn)結(jié)果[1]。

在對(duì)應(yīng)變傳感器計(jì)量特性展開實(shí)際校準(zhǔn)的過程中，需要對(duì)應(yīng)變傳感器計(jì)量特性術(shù)語(yǔ)進(jìn)行統(tǒng)一處理，在此基礎(chǔ)上實(shí)施校準(zhǔn)，在此過程中使用最小二乘法的方式進(jìn)行分析，將其應(yīng)用在應(yīng)變傳感器計(jì)量特性校準(zhǔn)中，能夠提升整個(gè)校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。本次實(shí)驗(yàn)根據(jù)計(jì)算得出計(jì)量特性指標(biāo)，并對(duì)最終的校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行分析檢測(cè)，確定其中存在的不確定度，應(yīng)變傳感器計(jì)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(yīng)變傳感器計(jì)量特性校準(zhǔn)的方式，能夠?yàn)檎麄€(gè)性能測(cè)評(píng)活動(dòng)提供條件，提升應(yīng)變傳感器的實(shí)際應(yīng)用準(zhǔn)確性，這無(wú)論是對(duì)應(yīng)變傳感器計(jì)量特性校準(zhǔn)還是對(duì)應(yīng)變傳感器準(zhǔn)確性能提升來(lái)說(shuō)，都是一種有效的方法，因此相關(guān)人員需要對(duì)其進(jìn)行全面有效的控制，使應(yīng)變傳感器在實(shí)際應(yīng)用中能夠?qū)z測(cè)對(duì)象展開全面細(xì)致的監(jiān)測(cè)，提升最終建筑水平。

結(jié)論：綜上所述，對(duì)應(yīng)變傳感器計(jì)量特性的校準(zhǔn)方法進(jìn)行研究，能夠大大提升應(yīng)變傳感器的應(yīng)用質(zhì)量，目前應(yīng)變傳感器在我國(guó)的實(shí)際應(yīng)用范圍較廣，例如橋梁時(shí)隧道檢測(cè)以及石油管道檢測(cè)等。針對(duì)應(yīng)變傳感器中的靈敏度、線性度、回差和重復(fù)性等計(jì)量特性展開檢測(cè)，全面提升我國(guó)應(yīng)變傳感器計(jì)量特性的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

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

作者簡(jiǎn)介：

石玉香（1986.01.17），女，籍貫：山西大同，職稱：工程師，學(xué)歷：本科，研究方向或?qū)I(yè)：壓力計(jì)量專業(yè)。