T/QGCML 4624-2024 柔性薄膜压力传感器标定测试方法

ICS17.100

CCSN11

团体标准

T/QGCML4624—2024

柔性薄膜压力传感器标定测试方法

Calibrationandtestingmethodforflexiblethinfilmpressuresensors

2024-08-16发布2024-08-31实施

全国城市工业品贸易中心联合会  发布

T/QGCML4624—2024

目次

前言..................................................................................II

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语和定义..........................................................................1

4标定测试技术要求....................................................................2

5标定测试设备........................................................................3

6标定测试流程........................................................................4

7检测报告............................................................................6

附录A（资料性）标定测试报告..........................................................7

附录B（资料性）标定测试的具体操作方式................................................9

附录C（资料性）标定压力与电信号数学模型的建立及误差分析.............................11

附录D（资料性）复杂数学关系的建立...................................................13

附录E（资料性）可参考的标定设备示例图...............................................14

I

T/QGCML4624—2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由浙江大学提出。

本文件由全国城市工业品贸易中心联合会归口。

本文件主要起草单位：浙江大学。

本文件参与起草单位：中国科学院声学研究所、国家纳米科学中心、温州理工学院、浣江实验室、

浙江省计量科学研究院、安徽膜感科技有限公司。

本文件主要起草人：付浩然、田亚会、李红浪、卢孜筱、梁冠文、孙伟、张弘、唐瑞涛、赵丽、马

丙辉、陈云敏。

本文件为首次发布。

II

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柔性薄膜压力传感器标定测试方法

1范围

本文件规定了柔性薄膜压力传感器（以下简称“传感器”）标定测试的术语和定义、技术要求、测

试设备、测试流程、数学模型的建立以及误差分析。

本文件适用于薄膜类型的压力传感器，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

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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。

GB/T1804一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差

GB/T2423.1电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温

GB/T2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温

GB/T2423.3环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验

GB/T2423.5环境试验第2部分：试验方法试验Ea和导则：冲击

GB/T2423.10环境试验第2部分：试验方法试验Fc：振动(正弦)

GB/T2423.15电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ga和导则：稳态加速度

GB/T7665传感器通用术语

GB/T15478压力传感器性能试验方法

JB/T7482压电式压力传感器

3术语和定义

GB/T7665界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

柔性薄膜压力传感器flexiblethin-filmpressuretransducer/sensor

指一种采用薄膜材料制作的压力传感器，其特点是薄且可弯折，即使在弯折状态下也可以正常使用。

该类传感器在经历一定程度的弯折后仍能够进行压力数据测量，其中，弯折状态下的传感器可以分为两

种类型：一种是非敏感单元弯折，此时可将传感器视为平面形态进行测试和使用；另一种是敏感单元弯

折，此时需要对传感器进行弯折工况下的标定和使用。

3.2

标定Calibration

指传感器通过测试建立输出与输入之间的准确对应的关系，并确定不同使用条件下准确度的情况。

标定过程需要对其性能进行全面的测试。

3.3

分辨率resolutionratio

指传感器能够检测或测量的最小变化量或最小可分辨的细微差异，反映了传感器能够区分的信号的

精度或精细度水平。

3.4

曲率角angleofcurvature

指传感器敏感单元在弯折后，与其边缘垂直的两条垂线所形成的夹角。

3.5

恢复时间recoverytime

薄膜传感器一般由聚合物材料作为全部或者部分结构层，聚合物材料在压力作用下的恢复会有一定

的滞后性。恢复时间是指一次加载完成后，传感器从被激励状态恢复到初始状态的时间。

1

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4标定测试技术要求

4.1静态性能

在规定工作条件下，测量误差或准确度等级需要保持在规定范围内。由于传感器感受不同压力的绝

对误差不相等，为了衡量传感器的准确度，建立传感器测量误差的计算公式，即

·················································(1)

∆�𝑚�

式中：�𝑚�=��×100%

为测量误差；

�𝑚�为测量值与真实值的最大偏差；

∆x�为��真实值。

��表1测量误差与准确度等级

测量误差±0.02％±0.05％±0.1％±0.2％±0.3％±0.5％1.0％

准确度等�级𝑚s�0.020.050.10.20.30.51.0

注：准确度等级是指在传感器的量程范围内，其所对应的误差小于或等于最大允许误差，用s表示。

4.2动态性能

对于动态压力传感器，需要测试以下性能：

——频率响应：指其对输入信号中不同频率成分的响应能力。频率响应规定了传感器对于输入信

号中频率变化的敏感度和准确性；

——谐振频率：指在特定条件下，动态压力传感器发生共振的频率。在谐振频率附近，传感器的

灵敏度通常会增加，但也可能导致信号失真或不稳定；

——自振频率：指在没有外部激励的情况下，动态压力传感器的固有振动频率。这是传感器自身

的固有特性，通常用来描述传感器的动态响应速度；

——时间常数：是指动态压力传感器输出信号的响应速度所需的时间。它反映了传感器系统对于

输入信号的响应速度和惯性；

——过冲量：指动态压力传感器输出信号在达到稳定值之前，可能会出现的临时超出目标值的情

况。过冲量通常是由于系统响应速度过快或者控制参数不合适所引起。

4.3影响量

对于传感器可靠性，需要参考相应试验标准考虑以下影响量试验：

——温度影响：指传感器输出信号受环境温度变化影响的程度，参照GB/T2423.1、GB/T2423.2

进行试验。温度影响通常指传感器在不同温度下的输出偏差或漂移；

——振动影响：指传感器输出信号受外部振动影响的程度，参照GB/T2423.10进行试验。振动影

响通常指在振动环境下传感器输出的变化或偏差；

——冲击影响：指传感器输出信号受外部冲击或撞击影响的程度，参照GB/T2423.5进行试验。

冲击影响通常指在受到冲击时传感器输出的变化或偏差；

——加速度影响：指传感器输出信号受加速度变化影响的程度，参照GB/T2423.15进行试验。加

速度影响通常指在不同加速度环境下传感器输出的变化或偏差；

——湿热影响：指传感器输出信号受环境湿度和温度共同影响的程度，参照GB/T2423.3进行试

验。湿热影响通常指在高湿度和高温环境下传感器输出的变化或偏差；

——静压影响(仅针对压电式传感器)：对于压电式传感器，指传感器输出信号受环境静态压力变

化影响的程度，参照JB/T7482进行试验。静压影响通常指在不同静压环境下传感器输出的

变化或偏差。

4.4寿命试验

2

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寿命试验旨在评估传感器在规定使用条件下的持久性能和耐久性，其应当包含以下条款：

——循环寿命：指传感器在满量程或规定的部分量程偏移的情况下保持性能不变的最大循环次数；

——贮存寿命：指传感器处于非工作状态时，在贮存环境下发生的敏感单元寿命衰减现象。

注：贮存环境的影响可能导致传感器的寿命衰减，应在贮存寿命测试中加以考虑。

5标定测试设备

5.1薄膜