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无线电实验室南京-验厂
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-03-28 19:52:44
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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。
一般来说,示波器都必须具备双轨迹输出显示装置,同时内建有IEEE-48IEEE-1394或RS-232等介面功能以便与绘图仪器连结,而利于后续量测显示资讯输出与绘图的研究比较之用。只是示波器缺点在于只侷限于低频信号,对于高频信号的分析便成为一大挑战。频谱分析仪的优势,正是在于弥补示波器针对高频信号分析的不足,并可同时将多频信号以频域的方式来呈现,以方便辨识各不同频率的功率装置,并显示信号在频域里的特性。
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。
一般来说,示波器都必须具备双轨迹输出显示装置,同时内建有IEEE-48IEEE-1394或RS-232等介面功能以便与绘图仪器连结,而利于后续量测显示资讯输出与绘图的研究比较之用。只是示波器缺点在于只侷限于低频信号,对于高频信号的分析便成为一大挑战。频谱分析仪的优势,正是在于弥补示波器针对高频信号分析的不足,并可同时将多频信号以频域的方式来呈现,以方便辨识各不同频率的功率装置,并显示信号在频域里的特性。
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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粒子加速装置中电磁场是利用低电压,高电流的直流电源驱动电磁线圈产生的。应用于粒子加速器中的电源需要具有高输出功率的同时,要具有极高的 度和稳定性。AMETEKSorensenSG系列直流电源输出功率覆盖4kW-15kW,电压1-1V,电流5-6A,多个型号满足不同电压电流的需求,输出 ,稳定度高达±.5%,并且SG系列直流电源具有多种通信接口,易于程控以实现变化的直流波形,波形和斜率均可设置,易于集成在大型系统内。
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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粒子加速装置中电磁场是利用低电压,高电流的直流电源驱动电磁线圈产生的。应用于粒子加速器中的电源需要具有高输出功率的同时,要具有极高的 度和稳定性。AMETEKSorensenSG系列直流电源输出功率覆盖4kW-15kW,电压1-1V,电流5-6A,多个型号满足不同电压电流的需求,输出 ,稳定度高达±.5%,并且SG系列直流电源具有多种通信接口,易于程控以实现变化的直流波形,波形和斜率均可设置,易于集成在大型系统内。
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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你可以把总电源看作水库,我们大楼内的家家户户都需要供水,这时候,水不是直接来自于水库,那样距离太远了,等水过来,我们已经渴的不行了。实际水是来自于大楼顶上的水塔,水塔其实是一个buffer的作用。如果微观来看,高频器件在工作的时候,其电流是不连续的,而且频率很高,而器件VCC到总电源有一段距离,即便距离不长,在频率很高的情况下,阻抗Z=i*wL+R,线路的电感影响也会非常大,会导致器件在需要电流的时候,不能被及时供给。
你可以把总电源看作水库,我们大楼内的家家户户都需要供水,这时候,水不是直接来自于水库,那样距离太远了,等水过来,我们已经渴的不行了。实际水是来自于大楼顶上的水塔,水塔其实是一个buffer的作用。如果微观来看,高频器件在工作的时候,其电流是不连续的,而且频率很高,而器件VCC到总电源有一段距离,即便距离不长,在频率很高的情况下,阻抗Z=i*wL+R,线路的电感影响也会非常大,会导致器件在需要电流的时候,不能被及时供给。
(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。
无线电实验室南京-验厂 你可以用FLIRONEPRO在家里四处查看寻找温度差异,从而很容易地检测到缺少隔热层的地方。为了达到效果,你需要至少2度的温差。这可以通过在寒冷的日子给你的房子供暖或者在外面很热的时候打空调来实现。在任何你看到温差的地方上标记,这就可能是缺少绝缘层的地方。您可能会发现缺少隔热层的常见区域一般包括出口和关周围的地方,外墙与屋顶相接的阁楼边缘,以及未完工的车库,这些车库如果与房屋的其他部分相连,在冬季将可能吸走大量的热量。
无线电实验室南京-验厂 你可以用FLIRONEPRO在家里四处查看寻找温度差异,从而很容易地检测到缺少隔热层的地方。为了达到效果,你需要至少2度的温差。这可以通过在寒冷的日子给你的房子供暖或者在外面很热的时候打空调来实现。在任何你看到温差的地方上标记,这就可能是缺少绝缘层的地方。您可能会发现缺少隔热层的常见区域一般包括出口和关周围的地方,外墙与屋顶相接的阁楼边缘,以及未完工的车库,这些车库如果与房屋的其他部分相连,在冬季将可能吸走大量的热量。