CN101334330A - 计量电子测压器灵敏度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明计量电子测压器灵敏度的方法属电子测量技术领域，该方法是：选择测量压力满量程的压力值作为校准压力，分别在常温、高温和低温环境下对被校准的电子测压器进行动态校准，在三套标准测压***和被校准的电子测压器均校准有效的情况下，利用三套标准测压***测得的平均压力曲线和被校准的电子测压器测试曲线上升沿数据计量得出被校准的电子测压器的灵敏度，该方法操作简单，只需在常温、低温、高温各校准3次，共9次就能得到电子测压器三种温度环境下的灵敏度系数，与现有的测量方法相比，该方法缩短了校准周期，提高了工作效率，减少了试验费用，降低了项目成本，结果精确可靠，是创新性思维的结果，这种计量电子测压器灵敏度的方法值得在本行业中采用和推广。

Description

计量电子测压器灵敏度的方法

一.技术领域

本发明公开的计量电子测压器灵敏度的方法属电子测量技术领域，具体涉及的是一种利用压力曲线上升沿数据计量电子测压器灵敏度的方法。

二.背景技术

电子测压器适用于在中大口径火炮、弹药发射过程中自动测量火炮膛压曲线，以获得火炮的内弹道参数，具有精度高，使用方便等优点。为了保证电子测压器的测试精度，出厂前必须经过严格的动态校准。动态校准原理是校准前将被校准的电子测压器放在动态校准装置内，动态校准装置装有经过动态特性溯源性校准的三个标准压力传感器，标准传感器如是瑞士Kistler公司的6213BK型标准1000MPa压电晶体高压传感器，标准压力传感器经电荷放大器适配放大后由数据采集处理***记录。校准时利用火药产生和火炮膛压相当的高温高压环境，产生的瞬态高压信号同时作用在标准压力传感器和被校准电子测压器上。标准传感器与电子测压器同时采集信号，信号记录完后，由计算机读出测压器数据，与标准压力传感器所测数据(作为校准***的真值)进行数据处理，得到被校准电子测压器的灵敏度系数。根据气体状态方程，火药燃烧产生的压力相当时，其温度也相当，因此通过比较得出的幅值灵敏度、动态误差、波形相关系数，能够比较准确地反映电子测压器在膛内高温、高压环境下的动态特性。这样电子测压器就相当于在火炮实射膛内环境中经过了校准，能够保证所测试的膛压曲线的精度。电子测压器被校准之前要按照国军标要求保低温(-40℃)、保高温(+55℃)和保常温(+20℃)48小时，然后在动态校准装置中校准其低温、高温和常温的***灵敏度，避免了环境温度变化对电子测压器性能的影响。电子测压器出厂前至少要经过低温12次、高温12次、常温12次的动态校准试验，每种温度环境下在测压器测量范围内均匀选取4～5个校准压力值，进行3次循环校准，记录每次校准试验中标准***所测峰值压力的算数平均值y_i，测压器所测最大比特值x_i，分别对常温、高温和低温下的试验数据进行线性回归分析，模型为y＝bx+a(y是标准***峰值压力算数平均值：MPa，x是电子测压器比特值：bit)，计算得到不同温度环境下电子测压器的灵敏度系数b和a。

本领域的现有技术状况是：每个电子测压器出厂前至少要校准36次，如果在校准过程出现电子测压器和数据采集***可靠性问题时，校准数据无效，需要重新校准，这样常温、高温和低温可能都需要增加校准次数。电子测压器的动态校准周期是很长的，而且很费人力、物力和财力。为了改进上述问题，我们提出了利用压力曲线的上升沿数据计量电子测压器灵敏度的方法，这种方法操作简单、省时省力、结果精确可靠。该技术已经应用于某基地电子测压器的动态校准，校准后的电子测压器在某靶场和某基地靶场进行了多炮(弹)种实炮膛压测试，测试数据证明：利用该技术校准后的电子测压器的可靠性和测试精度均能满足测试要求。准确可靠的测试数据为常规兵器的研制和生产验收提供了重要依据。

三.发明内容

本发明的目的是：向社会提供这种利用压力曲线的上升沿数据计量电子测压器灵敏度的方法，由于该方法校准压力值接近或达到测压器满量程，只需要常温、低温、高温各校准3次，共9次，就能得到电子测压器三种温度环境下的灵敏度系数，实践得知这种方法操作简单、省时省力、结果精确可靠。

本发明的技术方案是这样的：这种计量电子测压器灵敏度的方法，技术特点在于：所述的该方法是利用压力曲线上升沿数据计量电子测压器灵敏度的方法，该方法是：选择电子测压器测量压力满量程的压力值作为校准压力，如校准压力量程选择介于电子测压器测量压力满量程100％～110％之间的压力值。分别在常温、高温和低温环境下对被校准的电子测压器进行动态校准，在三套标准测压***和被校准的电子测压器均校准有效的情况下，利用三套标准测压***测得的平均压力曲线和被校准的电子测压器测试曲线上升沿数据计量得出被校准的电子测压器的灵敏度。实践得知，这种方法省时省力，结果精确可靠。

根据以上所述的计量电子测压器灵敏度的方法，技术特点还有：对三套标准测压***测试采集的数据首先采用30kHz截止频率进行数字滤波，例如电荷放大器选用200kHz上限截止频率，以滤掉随机噪声的影响。然后对三套标准测压***的采集数据按静态校准的线性回归方程：

y_i＝a_i+b_ix

其中：选用y为电压，单位mv，a_i、x为压力，单位MPa，常数a_i、b_i为已知量，分别进行处理，得到三套测压***压力曲线x₁、x₂、x₃和对应的峰值压力x_1max、x_2max、x_3max，计量三套标准测压***彼此之间的相关系数ρ₁₂、ρ₁₃、ρ₂₃，若三套测试***彼此间的相关系数ρ_ij≥0.9997，则本次校准有效并采用本次校准数据。ρ_ij即相关系数ρ₁₂、ρ₁₃、ρ₂₃之简写。

根据以上所述的计量电子测压器灵敏度的方法，技术特点还有：根据下列公式计算三套标准测压***彼此之间的相关系数ρ_ij即ρ₁₂、ρ₁₃、ρ₂₃：

${\mathrm{\ρ}}_{12}\left(\mathrm{\τ}\right)=\frac{{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x}_1\left(t\right)x_2\left(t\right)\mathrm{dt}}{{\left[{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x_2}^2\left(t\right)\mathrm{dt}{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x_1}^2\left(t\right)\mathrm{dt}\right]}^{\frac{1}{2}}}$

${\mathrm{\ρ}}_{13}\left(\mathrm{\τ}\right)=\frac{{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x}_1\left(t\right)x_3\left(t\right)\mathrm{dt}}{{\left[{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x_3}^2\left(t\right)\mathrm{dt}{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x_1}^2\left(t\right)\mathrm{dt}\right]}^{\frac{1}{2}}}$

${\mathrm{\ρ}}_{23}\left(\mathrm{\τ}\right)=\frac{{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x}_2\left(t\right)x_3\left(t\right)\mathrm{dt}}{{\left[{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x_3}^2\left(t\right)\mathrm{dt}{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x_2}^2\left(t\right)\mathrm{dt}\right]}^{\frac{1}{2}}}$

在三式中：t为时间，积分从+∞～-∞；x₁(t)为第1套标准测压***压力曲线，x₂(t)为第2套标准测压***压力曲线，x₃(t)为第3套标准测压***压力曲线。

根据以上所述的计量电子测压器灵敏度的方法，技术特点还有：计量三套测试***压力值的算术平均值、残差、残差平方和、标准偏差估计值、算术平均值标准偏差估计值

，选取

作为标准***平均值的误差，三套标准***约定以 $2{\widehat{\mathrm{\σ}}}_{\stackrel{\‾}{x}}\≤0.66\%\mathrm{FS}$ 作为标准***的误差判定原则，如果 $2{\widehat{\mathrm{\σ}}}_{\stackrel{\‾}{x}}>0.66\%\mathrm{FS}$ ，则判定此次校准数据不符合作为校准***的要求并予以剔除。所述的FS即FullScale。所述的算术平均值、残差、残差平方和、标准偏差估计值、算术平均值标准偏差估计值

等都是公知的数学规定，这里不作多述。

根据以上所述的计量电子测压器灵敏度的方法，技术特点还有：对被校准的电子测压器测试采集的数据首先采用30kHz截止频率进行数字滤波处理，然后再对被校准的电子测压器采集数据进行处理，得到测试曲线yy_i，标准***平均压力曲线y_i不动，平移电子测压器测试曲线yy_i，每次平移一个数据点，计量标准测压***平均压力曲线和被校准的电子测压器测试曲线之间的相关系数，平移n个数据点(n选择***数字1以上正整数)，达到标准***平均压力曲线与电子测压器测试曲线上升沿吻合程度最好，求出相关系数序列ρ_j，再求出ρ_j中的最大值ρ_jmax，以此最大值ρ_jmax作为标准测压***平均压力曲线和被校准的电子测压器测试曲线之间的相关系数，选取此相关系数ρ_jmax≥0.9997，则本次校准有效并采用本次校准数据。

根据以上所述的所述的计量电子测压器灵敏度的方法，技术特点还有：根据下述公式：

${\mathrm{\ρ}}_j\left(\mathrm{\τ}\right)=\frac{{\∫}_{-\∞}^{\∞}\mathrm{yy}(t+j)\stackrel{\‾}{y}\left(t\right)\mathrm{dt}}{{[{\∫}_{-\∞}^{\∞}{\stackrel{\‾}{y}}^2\left(t\right)dt{\∫}_{-\∞}^{\∞}{\mathrm{yy}}^2(t+j)\mathrm{dt}]}^{\frac{1}{2}}},$ 在该公式中：j＝0～n(n选择***数字1

以上正整数)，yy(t+j)为平移j点后的电子测压器测试曲线，y_i(t)为标准测压***平均压力曲线，计量标准测压***平均压力曲线y_i和被校准的电子测压器测试曲线yy_i之间的相关系数序列ρ_j，取ρ_j中的最大值ρ_jmax作为标准测压***平均压力曲线和被校准的电子测压器测试曲线之间的相关系数，若电子测压器测试曲线yy_i平移j点后标准测压***平均压力曲线y_i和被校准的电子测压器测试曲线yy_i之间的相关系数最大，则选取压力曲线y_i的上升沿和测试曲线yy_i+j的上升沿数据计量电子测压器灵敏度。

根据以上所述的计量电子测压器灵敏度的方法，技术特点还有：在三套标准测压***和被校准的电子测压器校准有效的前提下，在标准压力测试***平均压力曲线y_i的上升沿按峰值压力的15～100％范围取n(选择：n＞200以上的***数字正整数)个数据点，构成数据序列y(i)，i＝1～n；相对应的在电子测压器的测试曲线yy_i+j的上升沿取n(选择：n＞200以上的***数字正整数)个数据点，构成数据序列x(i)，i＝1～n；对两组数据x(i)、y(i)进行线性拟合，如采用最小二乘法进行线性拟合得出工作直线方程y_ik＝a_ik+b_ik·x，式中：y_ik为压力，单位：MPa，a_ik为截距，单位：MPa，b_ik为灵敏度，单位：MPa/LSB，x为LSB值，所述的LSB即Least Significant Bit，i为校准温度环境，k为每种校准温度环境下的试验次数。

根据以上所述的计量电子测压器灵敏度的方法，技术特点还有：在常、高、低三种温度环境下分别对电子测压器校准三次，分别得出每一种温度环境下的三组工作直线方程，对同一温度环境下的三组方程的a_ik和b_ik分别取平均得到a_i和b_i，便得到被校准测压器的三种温度环境下的工作直线方程y_i＝a_i+b_i·x，a_i和b_i即为该温度环境下被校准的电子测压器的灵敏度。

本发明的优点有：1.这种计量电子测压器灵敏度的方法是选择电子测压器测量压力满量程的压力值作为校准压力，如校准压力量程选择介于电子测压器测量压力满量程100％～110％之间的压力值，只需要常温、低温、高温各校准3次，共9次，就能得到电子测压器三种温度环境下的灵敏度系数；2.与现有技术的测量方法相比，采用该方法后减少了75％的校准工作量，大大缩短了校准周期，提高了工作效率，减少了试验费用，降低了项目成本，保证了电子测压器的精度；3.这种方法从测试技术上讲，乃是利用压力曲线上升沿数据计量电子测压器灵敏度的方法，它操作简单，结果精确可靠，是创新性的发明创造。本发明的这种计量电子测压器灵敏度的方法值得采用和推广。

四.附图说明

本发明的说明书附图共有1幅：

图1为计量电子测压器灵敏度方法的流程方框图。

在图1中：1.开始；2.电子测压器常、或高、或低温保温48小时；3.电子测压器按测量满量程压力值在校准装置中进行校准；4.三套标准测压***的数据进行数字滤波，再分别进行处理，得到压力曲线x_i和峰值压力x_imax；5.计量三套标准测压***间的相关系数ρ_ij；6.ρ_ij≥0.9997吗？；7.计量三套测试***压力值的算术平均值、残差、残差平方和、标准偏差估计值、算术平均值标准偏差估计值

等； $8.2{\widehat{\mathrm{\σ}}}_{\stackrel{\‾}{x}}\≤0.66\%\mathrm{FS}$ 吗？；9.电子测压器的数据进行数字滤波，再进行处理，得到电子测压器测试曲线yy_i；10.计量标准测压***平均压力曲线y_i和被校准的电子测压器测试曲线yy_i之间的相关系数序列ρ_j，得到最大值ρ_jmax；若压力曲线y_i和被校准的测试曲线yy_i+j之间的相关系数最大，则选取压力曲线y_i的上升沿和测试曲线yy_i+j的上升沿数据计量电子测压器灵敏度；11.ρ_jmax≥0.9997吗？；12.在压力曲线y_i的上升沿按峰值压力的15～100％范围取n个(选择：n＞200以上的***数字正整数)数据点，构成数据序列y(i)，i＝1～n；相对应的在电子测压器的测试曲线yy_i+j上升沿取n个(选择：n＞200以上的***数字正整数)数据点，构成数据序列x(i)，i＝1～n；对两组数据x(i)、y(i)进行线性拟合，得出工作直线方程y_ik＝a_ik+b_ik·x，并得出电子测压器的灵敏度系数b和a；13.在三种温度环境下是否有三组灵敏度系数b和a？；14.求三种温度环境下的灵敏度系数平均值a_i和b_i；15结束。

五.具体实施方案

本发明的非限定实施例如下：

实施例一.计量电子测压器灵敏度的方法

该例所述的计量电子测压器灵敏度的方法是利用压力曲线上升沿数据计量电子测压器灵敏度的方法，总括该方法是：选择电子测压器测量压力满量程的压力值作为校准压力，如校准压力量程选择介于电子测压器测量压力满量程100％～110％之间的压力值。分别在常温、高温和低温环境下对被校准的电子测压器进行动态校准，在三套标准测压***和被校准的电子测压器均校准有效的情况下，利用三套标准测压***测得的平均压力曲线和被校准的电子测压器测试曲线上升沿数据计量得出被校准的电子测压器的灵敏度。实践得知，这种方法省时省力，结果精确可靠。图1示出该计量电子测压器灵敏度方法的流程方框图：1为开始；2为选择在常温、或高温、或低温环境下对被校准的电子测压器进行动态校准，顺次选择每一种温度下使电子测压器保温48小时；3为电子测压器按测量满量程压力值在校准装置中进行校准；4为三套标准测压***的采集数据先进行数字滤波，所述的数字滤波是对三套标准测压***的采集数据首先采用30kHz截止频率进行数字滤波，例如电荷放大器选用200kHz上限截止频率，以滤掉随机噪声的影响。然后对三套标准测压***的采集数据按静态校准的线性回归方程：

y_i＝a_i+b_ix

其中：选用y为电压，单位mv，a_i、x为压力，单位MPa，常数a_i、b_i为已知量，再分别进行处理，得到三套测压***压力曲线x₁、x₂、x₃和对应的峰值压力x_1max、x_2max、x_3max，即得到压力曲线x_i和峰值压力x_imax；5为计量三套标准测压***间的相关系数ρ_ij，即计量三套标准测压***彼此之间的相关系数ρ₁₂、ρ₁₃、ρ₂₃，根据下列公式计算三套标准测压***彼此之间的相关系数ρ_ij即ρ₁₂、ρ₁₃、ρ₂₃：

${\mathrm{\ρ}}_{12}\left(\mathrm{\τ}\right)=-\frac{{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x}_1\left(t\right)x_2\left(t\right)\mathrm{dt}}{{\left[{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x_2}^2\left(t\right)\mathrm{dt}{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x_1}^2\left(t\right)\mathrm{dt}\right]}^{\frac{1}{2}}}$

${\mathrm{\ρ}}_{13}\left(\mathrm{\τ}\right)=\frac{{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x}_1\left(t\right)x_3\left(t\right)\mathrm{dt}}{{\left[{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x_3}^2\left(t\right)\mathrm{dt}{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x_1}^2\left(t\right)\mathrm{dt}\right]}^{\frac{1}{2}}}$

${\mathrm{\ρ}}_{23}\left(\mathrm{\τ}\right)=\frac{{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x}_2\left(t\right)x_3\left(t\right)\mathrm{dt}}{{\left[{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x_3}^2\left(t\right)\mathrm{dt}{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x_2}^2\left(t\right)\mathrm{dt}\right]}^{\frac{1}{2}}}$

在三式中：t为时间，积分从+∞～-∞；x₁(t)为第1套标准测压***，x₂(t)为第2套标准测压***压力曲线，x₃(t)为第3套标准测压***压力曲线；6为判断ρ_ij≥0.9997吗？若三套测试***彼此间的相关系数ρ_ij≥0.9997，则本次校准有效并采用本次校准数据，继续进行7步骤。否则重做2-6步骤；7为计量三套测试***压力值的算术平均值、残差、残差平方和、标准偏差估计值、算术平均值标准偏差估计值

等，选取

作为标准***平均值的误差，三套标准***约定以 $2{\widehat{\mathrm{\σ}}}_{\stackrel{\‾}{x}}\≤0.66\%\mathrm{FS}$ 作为标准***的误差判定原则；8为判断 $2{\widehat{\mathrm{\σ}}}_{\stackrel{\‾}{X}}\≤0.66\%\mathrm{FS}$ 吗？所述的FS即Full Scale。如果 $2{\widehat{\mathrm{\σ}}}_{\stackrel{\‾}{x}}\≤0.66\%\mathrm{FS},$ 继续进行9步骤。若 $2{\widehat{\mathrm{\σ}}}_{\stackrel{\‾}{x}}>0.66\%\mathrm{FS},$ 则判定此次校准数据不符合作为校准***的要求并予以剔除，须重做2-8步骤；9为对电子测压器的采集数据首先采用30kHz截止频率进行数字滤波处理，然后再对被校准的电子测压器采集数据进行处理，得到电子测压器测试曲线yy_i；10为计量标准测压***平均压力曲线y_i和被校准的电子测压器测试曲线yy_i之间的相关系数序列ρ_j：根据下述公式： ${\mathrm{\ρ}}_j\left(\mathrm{\τ}\right)=\frac{{\∫}_{-\∞}^{\∞}\mathrm{yy}(t+j)\stackrel{\‾}{y}\left(t\right)\mathrm{dt}}{{[{\∫}_{-\∞}^{\∞}{\stackrel{\‾}{y}}^2\left(t\right)dt{\∫}_{-\∞}^{\∞}{\mathrm{yy}}^2(t+j)\mathrm{dt}]}^{\frac{1}{2}}},$ 在该公式中：j＝0～n(n选择***数字1以上正整数)，yy(t+j)为平移j点后的电子测压器测试曲线，y_i(t)为标准测压***平均压力曲线，计量标准测压***平均压力曲线y_i和被校准的电子测压器测试曲线yy_i之间的相关系数序列ρ_j，取ρ_j中的最大值ρ_jmax作为标准测压***平均压力曲线和被校准的电子测压器测试曲线之间的相关系数，若电子测压器测试曲线yy_i平移j点后标准测压***平均压力曲线y_i和被校准的电子测压器测试曲线yy_i之间的相关系数最大，则选取压力曲线y_i的上升沿和测试曲线yy_i+j的上升沿数据计量电子测压器灵敏度；三套标准***平均压力曲线y_i不动，平移电子测压器曲线yy_i，每次平移一个数据点，计量标准测压***平均压力曲线和被校准的电子测压器测试曲线之间的相关系数，平移n(n选择***数字1以上正整数)个数据点，达到标准***平均压力曲线与电子测压器测试曲线上升沿吻合程度最好，求出相关系数序列ρ_j，再求出ρ_j中的最大值ρ_jmax，以此最大值ρ_jmax作为标准测压***平均压力曲线和被校准的电子测压器测试曲线之间的相关系数；11为判断：ρ_jmax≥0.9997吗？选取此相关系数ρ_jmax≥0.9997，则本次校准有效并采用本次校准数据，继续进行12步骤。否则重做2-11步骤；12步：若压力曲线y_i和被校准的测试曲线yy_i+j之间的相关系数最大，则选取压力曲线y_i的上升沿和测试曲线yy_i+j的上升沿数据计量电子测压器灵敏度。在压力曲线y_i的上升沿按峰值压力的15～100％范围取n个(选择n＝＝201)数据点，构成数据序列y(i)，i＝1～n；相对应的在电子测压器的测试曲线yy_i+j上升沿取n个(选择n＝＝201)数据点，构成数据序列x(i)，i＝1～n；对两组数据x(i)、y(i)进行线性拟合，如采用最小二乘法进行线性拟合，得出工作直线方程y_ik＝a_ik+b_ik·x，式中：y_ik为压力，单位：MPa，a_ik为截距，单位：MPa，b_ik为灵敏度，单位：MPa/LSB，x为LSB值，所述的LSB即Least Significant Bit，i为校准温度环境，k为每种校准温度环境下的试验次数，得出电子测压器的灵敏度系数b和a；13步：在三种温度环境下是否有三组灵敏度系数b和a？在常、高、低三种温度环境下分别对电子测压器校准三次，每种温度环境下分别得出三组工作直线方程，对同一温度环境下的三组方程的a_ik和b_ik分别取平均得到a_i和b_i，可得到被校准测压器的三种温度环境下的工作直线方程y_i＝a_i+b_i·x，a_i和b_i即为该温度环境下被校准的电子测压器的灵敏度；如果在每种温度环境下有三组灵敏度系数b和a，重复2-14步骤，完成三种温度环境下计量该电子测压器灵敏度；14步：求三种温度环境下的灵敏度系数(平均值)a_i和b_i；15步：结束。

实施例二.计量电子测压器灵敏度的方法

该例所述的计量电子测压器灵敏度的方法是利用三套标准测压***测得的平均压力曲线和被校准的电子测压器测试曲线上升沿数据计量得出被校准的电子测压器的灵敏度。该例的方法具体步骤如图1示出的计量电子测压器灵敏度方法的流程方框图之步骤，该例计量电子测压器灵敏度的方法与实施例一不同点有：1.在12步中：在压力曲线y_i的上升沿按峰值压力的15～100％范围取n个(选择300＞n＞200的奇数，如选择n＝＝203、205、…、297、299等)数据点，同样在测试曲线yy_i+j上升沿取n个(选择300＞n＞200的奇数，如选择n＝＝203、205、…、297、299等)数据点。该例的计量电子测压器灵敏度的方法其余未述的，全同于实施例一中所述的，不再重述。

实施例三.计量电子测压器灵敏度的方法

该例所述的计量电子测压器灵敏度的方法是利用三套标准测压***测得的平均压力曲线和被校准的电子测压器测试曲线上升沿数据计量得出被校准的电子测压器的灵敏度。该例的方法具体步骤如图1示出的计量电子测压器灵敏度方法的流程方框图之步骤，该例计量电子测压器灵敏度的方法与实施例一、实施例二不同点有：1.在12步中：在压力曲线y_i的上升沿按峰值压力的15～100％范围取n个(选择300＞n＞200的偶数，如选择n＝＝202、204、…、296、298等)数据点，同样在测试曲线yy_i+j上升沿取n个(选择300＞n＞200的偶数，如选择n＝＝202、204、…、296、298等)数据点。该例的计量电子测压器灵敏度的方法其余未述的，全同于实施例一、实施例二中所述的，不再重述。

实施例四.计量电子测压器灵敏度的方法

该例所述的计量电子测压器灵敏度的方法是利用三套标准测压***测得的平均压力曲线和被校准的电子测压器测试曲线上升沿数据计量得出被校准的电子测压器的灵敏度。该例的方法具体步骤如图1示出的计量电子测压器灵敏度方法的流程方框图之步骤，该例计量电子测压器灵敏度的方法与实施例一～实施例三不同点有：1.在12步中：在压力曲线y_i的上升沿按峰值压力的15～100％范围取n个(选择n＞300的整数，如选择n＝＝301、302、…、998、999等)数据点，同样在测试曲线yy_i+j上升沿取n个(选择n＞300的整数，如选择n＝＝301、302、…、998、999等)数据点。该例的计量电子测压器灵敏度的方法其余未述的，全同于实施例一～实施例三中所述的，不再重述。

Claims (9)

1.一种计量电子测压器灵敏度的方法，特征在于：所述的该方法是利用上升沿数据计量电子测压器灵敏度的方法，该方法是：选择电子测压器测量压力满量程的压力值作为校准压力，分别在常温、高温和低温环境下对被校准的电子测压器进行动态校准，在三套标准测压***和被校准的电子测压器均校准有效的情况下，利用三套标准测压***测得的平均压力曲线和被校准的电子测压器测试曲线上升沿数据计量得出被校准的电子测压器的灵敏度。

2.根据权利要求1所述的计量电子测压器灵敏度的方法，特征在于：对三套标准测压***的采集数据按静态校准的线性回归方程：

y_i＝a_i+b_ix

其中：y选用mv，a_i、x选用MPa，常数a_i、b_i为已知量，分别进行处理，得到三套测压***压力曲线x₁、x₂、x₃和对应的峰值压力x_1max、x_2max、x_3max，计量三套标准测压***彼此之间的相关系数ρ₁₂、ρ₁₃、ρ₂₃，若三套测试***彼此间的相关系数ρ_ij≥0.9997，则本次校准有效并采用本次校准数据。

3.根据权利要求2所述的计量电子测压器灵敏度的方法，特征在于：根据下列公式计算三套标准测压***彼此之间的相关系数ρ_ij即ρ₁₂、ρ₁₃、ρ₂₃：

${\mathrm{\ρ}}_{12}\left(\mathrm{\τ}\right)=\frac{{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x}_1\left(t\right)x_2\left(t\right)\mathrm{dt}}{{\left[{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x_2}^2\left(t\right)\mathrm{dt}{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x_1}^2\left(t\right)\mathrm{dt}\right]}^{\frac{1}{2}}}$

${\mathrm{\ρ}}_{13}\left(\mathrm{\τ}\right)=\frac{{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x}_1\left(t\right)x_3\left(t\right)\mathrm{dt}}{{\left[{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x_3}^2\left(t\right)\mathrm{dt}{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x_1}^2\left(t\right)\mathrm{dt}\right]}^{\frac{1}{2}}}$

${\mathrm{\ρ}}_{23}\left(\mathrm{\τ}\right)=\frac{{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x}_2\left(t\right)x_3\left(t\right)\mathrm{dt}}{{\left[{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x_3}^2\left(t\right)\mathrm{dt}{\∫}_{-\∞}^{\∞}{x_2}^2\left(t\right)\mathrm{dt}\right]}^{\frac{1}{2}}}$

在三式中：t为时间，积分从+∞～-∞；x₁(t)为第1套标准测压***压力曲线，x₂(t)为第2套标准测压***压力曲线，x₃(t)为第3套标准测压***压力曲线。

4.根据权利要求2所述的计量电子测压器灵敏度的方法，特征在于：计量三套测试***压力值的算术平均值、残差、残差平方和、标准偏差估计值、算术平均值标准偏差估计值

选取作为标准***平均值的误差，三套标准***约定以 $2{\widehat{\mathrm{\σ}}}_{\stackrel{\‾}{x}}\≤0.66\%\mathrm{FS}$ 作为标准***的误差判定原则，如果 $2{\widehat{\mathrm{\σ}}}_{\stackrel{\‾}{x}}>0.66\%\mathrm{FS},$ 则判定此次校准数据不符合作为校准***的要求并予以剔除。

5.根据权利要求1所述的计量电子测压器灵敏度的方法，特征在于：对被校准的电子测压器采集数据进行处理，得到测试曲线yy_i，标准***平均压力曲线y_i不动，平移电子测压器测试曲线yy_i，每次平移一个数据点，计量标准测压***平均压力曲线和被校准的电子测压器测试曲线之间的相关系数，平移n个数据点，达到标准***平均压力曲线与电子测压器测试曲线上升沿吻合程度最好，求出相关系数序列ρ_j，再求出ρ_j中的最大值，以此最大值作为标准测压***平均压力曲线和被校准的电子测压器测试曲线之间的相关系数，选取此相关系数≥0.9997，则本次校准有效并采用本次校准数据。

6.根据权利要求5所述的计量电子测压器灵敏度的方法，特征在于：根据下述公式：

${\mathrm{\ρ}}_j\left(\mathrm{\τ}\right)=\frac{{\∫}_{-\∞}^{\∞}\mathrm{yy}(t+j)\stackrel{\‾}{y}\left(t\right)\mathrm{dt}}{{\left[{\∫}_{-\∞}^{\∞}{\stackrel{\‾}{y}}^2\left(t\right)\mathrm{dt}{\∫}_{-\∞}^{\∞}{\mathrm{yy}}^2(t+j)\mathrm{dt}\right]}^{\frac{1}{2}}},$ 在该公式中：j＝0～n，yy(t+j)为平移j点后的电子测压器测试曲线，y_i(t)为标准测压***平均压力曲线，计量标准测压***平均压力曲线y_i和被校准的电子测压器测试曲线yy_i之间的相关系数序列ρ_j，取ρ_j中的最大值作为标准测压***平均压力曲线和被校准的电子测压器测试曲线之间的相关系数，若电子测压器测试曲线yy_i平移j点后标准测压***平均压力曲线y_i和被校准的电子测压器测试曲线yy_i之间的相关系数最大，则选取压力曲线y_i的上升沿和测试曲线yy_i+j的上升沿数据计量电子测压器灵敏度。

7.根据权利要求2、或5所述的计量电子测压器灵敏度的方法，特征在于：

a.对三套标准测压***的采集数据首先采用30kHz截止频率进行数字滤波处理，以滤掉随机噪声的影响，然后按静态校准的线性回归方程分别再进行数据处理；

b.对被校准的电子测压器采集数据首先采用30kHz截止频率进行数字滤波处理，然后再继续校准。

8.根据权利要求1所述的计量电子测压器灵敏度的方法，特征在于：在三套标准测压***和被校准的电子测压器校准有效的前提下，在标准压力测试***平均压力曲线y_i的上升沿按峰值压力的15～100％范围取n个数据点，构成数据序列y(i)，i＝1～n；相对应的在电子测压器的测试曲线yy_i+j的上升沿取n个数据点，构成数据序列x(i)，i＝1～n；对两组数据x(i)、y(i)进行线性拟合，得出工作直线方程y_ik＝a_ik+b_ik·x；式中：y_ik为压力，单位：MPa，a_ik为截距，单位：MPa，b_ik为灵敏度，单位：MPa/LSB，x为LSB值，i为校准温度环境，k为每种校准温度环境下的试验次数。

9.根据权利要求1所述的计量电子测压器灵敏度的方法，特征在于：在常、高、低三种温度环境下分别对电子测压器校准三次，分别得出每种温度环境下的三组工作直线方程，对同一温度环境下的三组方程的a_ik和b_ik分别取平均得到a_i和a_i，便得到被校准测压器的三种温度环境下的工作直线方程y_i＝a_i+b_i·x，a_i和b_i即为该温度环境下被校准的电子测压器的灵敏度。

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