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测试仪器计量淮安-计量公司
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-04-17 18:36:52
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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。
MSOP-8封装线性稳压器的温度上升使得结温高于125℃的标准集成电路(IC)结温,而根据45°C/WR?JA,LMZM2361的结温为9°C。即使将R?JA乘以系数5,得到的Tj值仍然低于该结温。从这个例子可以看出,很明显从热能角度来看,线性稳压器并非可行的方案。采用关方案进行权衡(即使是采用LMZM2361等模块)意味着必须要考虑输出纹波。如所示,标准LMZM2361设计3.3V输时的输出纹波峰峰值约为3mV。
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。
MSOP-8封装线性稳压器的温度上升使得结温高于125℃的标准集成电路(IC)结温,而根据45°C/WR?JA,LMZM2361的结温为9°C。即使将R?JA乘以系数5,得到的Tj值仍然低于该结温。从这个例子可以看出,很明显从热能角度来看,线性稳压器并非可行的方案。采用关方案进行权衡(即使是采用LMZM2361等模块)意味着必须要考虑输出纹波。如所示,标准LMZM2361设计3.3V输时的输出纹波峰峰值约为3mV。
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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它的腐蚀速度要比NSS试验快3倍左右。铜加速乙酸盐雾试验(CASS试验)它是国外新近发展起来的一种快速盐雾腐蚀试验,试验温度为50,盐溶液中加入少量铜盐— ,强烈诱发腐蚀。它的腐蚀速度大约是NSS试验的8倍。交变盐雾试验(CCT)实际上是中性盐雾试验加恒定湿热试验。它主要用于空腔型的整机产品,通过潮态环境的渗透,使盐雾腐蚀不但在产品表面产生,也在产品内部产生。它是将产品在盐雾和湿热两种环境条件下交替转换, 考核整机产品的电性能和机械性能有无变化。
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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它的腐蚀速度要比NSS试验快3倍左右。铜加速乙酸盐雾试验(CASS试验)它是国外新近发展起来的一种快速盐雾腐蚀试验,试验温度为50,盐溶液中加入少量铜盐— ,强烈诱发腐蚀。它的腐蚀速度大约是NSS试验的8倍。交变盐雾试验(CCT)实际上是中性盐雾试验加恒定湿热试验。它主要用于空腔型的整机产品,通过潮态环境的渗透,使盐雾腐蚀不但在产品表面产生,也在产品内部产生。它是将产品在盐雾和湿热两种环境条件下交替转换, 考核整机产品的电性能和机械性能有无变化。
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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同时通过长时间高温老化可以使元器件的缺陷、焊接和装配等生产过程中存在的隐患提前暴露出来。电源模块常见的低温和高温 的现象有:工作振荡,输出电压纹波和噪声变大,频率发生改变,严重的甚至输出电压跳变,模块啸叫。启动 ,如启动时输出电压升上波形有明显掉沟,输出电压不稳定,甚至模块完全启动失效。带容性负载能力减弱,无法带容性负载启动。启动时输出电压过冲幅度变大,超出规定范围。
同时通过长时间高温老化可以使元器件的缺陷、焊接和装配等生产过程中存在的隐患提前暴露出来。电源模块常见的低温和高温 的现象有:工作振荡,输出电压纹波和噪声变大,频率发生改变,严重的甚至输出电压跳变,模块啸叫。启动 ,如启动时输出电压升上波形有明显掉沟,输出电压不稳定,甚至模块完全启动失效。带容性负载能力减弱,无法带容性负载启动。启动时输出电压过冲幅度变大,超出规定范围。
(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。
测试仪器计量淮安-计量公司执行实际生产任务的控制器,可以跟踪工厂车间进度,以确保对生产时间的优化。它还可以跟踪物料的消耗。此信息可用于调整库存,以确保在需要时物料充足。通过在生产零件或产品时记录生产数据,这些功能还可用于跟踪产品从头到尾的状态。保存 终产品的状态,数据库的内置日期/时间戳功能,可用于满足质量保证或审核要求。2通讯功能选择自动化控制器时需要考虑的另一个重要特性是通讯能力。应多个以太网和串行通讯端口,以便与人机界面(HMI)、电机驱动器和其它设备轻松集成()。
测试仪器计量淮安-计量公司执行实际生产任务的控制器,可以跟踪工厂车间进度,以确保对生产时间的优化。它还可以跟踪物料的消耗。此信息可用于调整库存,以确保在需要时物料充足。通过在生产零件或产品时记录生产数据,这些功能还可用于跟踪产品从头到尾的状态。保存 终产品的状态,数据库的内置日期/时间戳功能,可用于满足质量保证或审核要求。2通讯功能选择自动化控制器时需要考虑的另一个重要特性是通讯能力。应多个以太网和串行通讯端口,以便与人机界面(HMI)、电机驱动器和其它设备轻松集成()。