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工程类实验室商丘-计量公司
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-04-20 05:37:23
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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。
而楼内仪器仪表之间传递信号的端口受到浪涌冲击相当于电源线上的浪涌冲击,采用1.2/50(8/20)μs组合波,线到线、线到地浪涌电压限值不变。一旦超过限值,信号端口和端口后的设备有可能遭受损坏。电源端口电源端口是分布 广泛也 容易感应或传导雷电浪的部位,从配电箱到电源插座这些电源端口可以处在任何位置。标准规定在1.2/50(8/20)μs波形下线与线之间浪涌电压限值为0.5kV,线到地浪涌电压限制为1kv。
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。
而楼内仪器仪表之间传递信号的端口受到浪涌冲击相当于电源线上的浪涌冲击,采用1.2/50(8/20)μs组合波,线到线、线到地浪涌电压限值不变。一旦超过限值,信号端口和端口后的设备有可能遭受损坏。电源端口电源端口是分布 广泛也 容易感应或传导雷电浪的部位,从配电箱到电源插座这些电源端口可以处在任何位置。标准规定在1.2/50(8/20)μs波形下线与线之间浪涌电压限值为0.5kV,线到地浪涌电压限制为1kv。
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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在分布式系统中,模拟信号在传感器或负载间来回远程传输。在这类系统中,信号要传输很长的距离,噪声能力成为一个重要考虑因素。噪声会耦合进信号中,结果使数据遭到破坏,由此产生 影响。系统需要得到适当的保护,了解预期噪声的量和性质可以明确需要采取的保护措施,以取消或者至少减少环境干扰水平。噪声源或干扰源一般有两种,根据其耦合进主信号的方式,分为共模噪声和差模噪声两种,如所示。.噪声源二者中危害较小是共模噪声,它会同时耦合到系统GND信号和激励信号中,这主要是由电缆与真实GND间的偶极天线效应造成的。
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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在分布式系统中,模拟信号在传感器或负载间来回远程传输。在这类系统中,信号要传输很长的距离,噪声能力成为一个重要考虑因素。噪声会耦合进信号中,结果使数据遭到破坏,由此产生 影响。系统需要得到适当的保护,了解预期噪声的量和性质可以明确需要采取的保护措施,以取消或者至少减少环境干扰水平。噪声源或干扰源一般有两种,根据其耦合进主信号的方式,分为共模噪声和差模噪声两种,如所示。.噪声源二者中危害较小是共模噪声,它会同时耦合到系统GND信号和激励信号中,这主要是由电缆与真实GND间的偶极天线效应造成的。
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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目前T/R组件测试大多采用串行顺序测试的模式,即执行完一个测试任务,再启动另一个测试任务,直至完成测试。这相当于要求几个人累计完成1千米的跑步,现在采用的是接力跑模式,为什么不能根据每个人的能力一起跑呢?岂不是更快?多T/R组件并行测试模式就是在同一时刻,不同的T/R组件以多线程的方式执行不同的测试任务,测试任务之间所需的仪器和通道并不冲突。并行测试难点不同于数字和低频测试仪器,当今射频微波测试仪器自身的测试通道还比较少,一般也只能完成某一类性能参数的测试。
目前T/R组件测试大多采用串行顺序测试的模式,即执行完一个测试任务,再启动另一个测试任务,直至完成测试。这相当于要求几个人累计完成1千米的跑步,现在采用的是接力跑模式,为什么不能根据每个人的能力一起跑呢?岂不是更快?多T/R组件并行测试模式就是在同一时刻,不同的T/R组件以多线程的方式执行不同的测试任务,测试任务之间所需的仪器和通道并不冲突。并行测试难点不同于数字和低频测试仪器,当今射频微波测试仪器自身的测试通道还比较少,一般也只能完成某一类性能参数的测试。
(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。
工程类实验室商丘-计量公司据Warra表示,该公司发了一种噪声发生器,能够产生典型的汽车噪音,内燃机发动声,喇叭发声,窗户滚动和下降等噪声,以噪声测试汽车以太网实现和整个汽车系统的稳健性。他强调,这一项测试尤为重要,因为无线系统不仅用于车载信息系统,而且还用于自动驾驶辅助系统等安全功能。当以太网用于和信息的显示器时,Warra表示,对普通汽车来说,噪声影响可能 于屏幕闪烁或卡屏,但类似的情况一旦在自动驾驶系统中发生,可能会危及生命。
工程类实验室商丘-计量公司据Warra表示,该公司发了一种噪声发生器,能够产生典型的汽车噪音,内燃机发动声,喇叭发声,窗户滚动和下降等噪声,以噪声测试汽车以太网实现和整个汽车系统的稳健性。他强调,这一项测试尤为重要,因为无线系统不仅用于车载信息系统,而且还用于自动驾驶辅助系统等安全功能。当以太网用于和信息的显示器时,Warra表示,对普通汽车来说,噪声影响可能 于屏幕闪烁或卡屏,但类似的情况一旦在自动驾驶系统中发生,可能会危及生命。