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测试仪表外校龙岩-CNAS检测公司
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-03-24 02:00:07
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世通仪器关于高温微压力传感器校准实的研究
世通仪器关于高温微压力传感器校准实的研究
在航天领域,常常需要在恶劣环境下实时测量环境的各种相关参量,其中就包括微小压力测量。由于测试工作处于高温、高热流、强电磁干扰、剧烈振动等恶劣的条件下,并且待测压力微小,此外还要求小型化、低功耗,故而传统的硅微压力传感器已难以满足测试需求。
它包括低温负荷试验和低温储存试验。温度负荷试验是将样品在不包装、不通电和正常工作位置状态下,把仪器仪表放入温度试验箱内,进行额定使用的上、下限工作温度的试验。振动和冲击试验。振动试验检查仪器仪表经受振动的稳定性。其方法是将样品固定在振动台上,经过模拟固定频率(50HZ)、变频(5-2KHZ)等各种振动环境进行试验。在一定频率范围内进行一次循环结束后,按规定进行检验。比如说氧化锆氧气含量分析仪,就必须避免振动和冲击,实验证明因为由于氧化锆探头内部锆管极易受振动而损坏,气体分析仪器就不能工作。
相比之下光纤压力传感器有着无可比拟的优势:测量精度高、抗电磁干扰能力良好、绝缘性能好、性能稳定等,因此光纤压力传感器*接近测试需求。F-P光纤压力传感器更是以极高的测量灵敏度和精度、成熟的微压测量技术成为*,且只需在探头结构上辅以耐高温技术手段,使其能够适应高温环境,即能*终满足测试的要求。
它包括低温负荷试验和低温储存试验。温度负荷试验是将样品在不包装、不通电和正常工作位置状态下,把仪器仪表放入温度试验箱内,进行额定使用的上、下限工作温度的试验。振动和冲击试验。振动试验检查仪器仪表经受振动的稳定性。其方法是将样品固定在振动台上,经过模拟固定频率(50HZ)、变频(5-2KHZ)等各种振动环境进行试验。在一定频率范围内进行一次循环结束后,按规定进行检验。比如说氧化锆氧气含量分析仪,就必须避免振动和冲击,实验证明因为由于氧化锆探头内部锆管极易受振动而损坏,气体分析仪器就不能工作。
相比之下光纤压力传感器有着无可比拟的优势:测量精度高、抗电磁干扰能力良好、绝缘性能好、性能稳定等,因此光纤压力传感器*接近测试需求。F-P光纤压力传感器更是以极高的测量灵敏度和精度、成熟的微压测量技术成为*,且只需在探头结构上辅以耐高温技术手段,使其能够适应高温环境,即能*终满足测试的要求。
高温微压力传感器基于F-P干涉敏感原理,使用耐高温材料外壳和支撑架,部件连接采用固体焊接等耐高温工艺,实现了在无引压管情况下对800℃高温介质微小压力的直接测量,并且通过对性敏感组件等易损件采取专门的限位、加固措施,提高了抗冲击、振动能力。
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比较常用的汽车压力传感器有电容式、压阻式、差动变压器式、声表面波式。电容式压力传感器主要用于检测负压、液压、气压,测量范围为2kPa~1kPa,其特点是输入能量高,动态响应特性好、环境适应性好;压阻式压力传感器的性能则受温度影响较大,需要另设温度补偿电路,但适应于大批量生产;差动变压器式压力传感器有较大的输出,易于数字输出,但抗干扰性差;声表面波式压力传感器具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、分辨力高、数字输出等特点,用于汽车吸气阀压力检测,能在高温下稳定地工作。
为了在地面实验室模拟传感器的实际测量环境,我们设计了一种适用于高温微压力传感器的仪器校准实验系统,通过高低温真空试验装置和人机软件的结合,为仪器校准了一个稳定可靠、安全便捷的实验。
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为了在地面实验室模拟传感器的实际测量环境,我们设计了一种适用于高温微压力传感器的仪器校准实验系统,通过高低温真空试验装置和人机软件的结合,为仪器校准了一个稳定可靠、安全便捷的实验。
1、传感器测量原理
(1) 微压力测量原理
高温微压力传感器采用的是F-P干涉敏感原理,根据Fabry-Perot共振效应,F-P共振腔反射光的波长变化与两反射面之间的距离呈函数关系。如图1所示,为传感器原理示意图,感压反射面及其支撑膜片和静止反射面就构成了一个完整的F-P共振式压力敏感结构。根据薄膜性形变原理,压力敏感膜片在外界压力的作用下发生形变,从而改变F-P腔腔长,引起干涉谱变化,通过测量干涉光谱,即可得到作用在压力敏感膜上的压力变化,从而达到测量压力的目的。该结构的特点是灵敏度极高,可感受两个镜面之间纳米级的位移变化,可满足500 Pa微小压力的测量需要。
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同时也具有更高的安全性和可靠性,尤其是EMC特性的传导骚扰、辐射骚扰和ESD静电放电等性能上也更好一些,且在系统中可轻松完成输出接线,而不与主接地发生冲突。仪器仪表如何实现电源隔离目前业界电源隔离方案主要有两种:一种是使用变压器磁隔离+光耦光电隔离组合实现初级侧与次级侧之间的电气隔离。这种方式,电路简单成熟普遍,较容易实现,能实现高输出电压精度、线性调整率和负载调整率性能,满足目前电子产品的高性能要求。
同时也具有更高的安全性和可靠性,尤其是EMC特性的传导骚扰、辐射骚扰和ESD静电放电等性能上也更好一些,且在系统中可轻松完成输出接线,而不与主接地发生冲突。仪器仪表如何实现电源隔离目前业界电源隔离方案主要有两种:一种是使用变压器磁隔离+光耦光电隔离组合实现初级侧与次级侧之间的电气隔离。这种方式,电路简单成熟普遍,较容易实现,能实现高输出电压精度、线性调整率和负载调整率性能,满足目前电子产品的高性能要求。
(2) 传感器的仪器校准原理
在传感器探头确定的情况下,参数k1,k的值可以通过公式直接计算求得,而温度敏感系数k2以及补偿修正常数C则需要通过校准实验才能确定。
将被校传感器与压力、温度标准具置于同一载荷环境,通过标准具得到压力、温度的标准量,通过解调模块得到传感器的输出值。将标准输人量与被校传感器的输出值绘制成传感器的校准曲线,再根据校准数据采用*小二乘法确定传感器的工作直线,用工作直线反映传感器的输人和输出之间的关系,从而确定k2及C的取值。通过校准曲线与工作直线的比较,可以计算得到被校传感器的静态基本性能指标。
测试仪表外校龙岩-CNAS检测公司 近,FLIR隆重推出一款针对科研热像仪的新型数据软件:FLIRResearchStudio?。对于研究人员和工程师而言,强大的数据分析软件可能就像热像仪的画质和速度一样重要。这款软件不但要简单易用,还要广泛的测量工具。关于它的优势,旨在以用户习惯的方式和简化的工作流程显示、记录、查看和分析FLIR热像仪数据。用户界面简单易用——无论Windows、MacOS还是Linux操作系统——并且有助于缩短实验和收集有效数据所需时间。
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