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测试设备校准柳州-校准公司
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-04-29 07:21:26
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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。
日常我们使用示波器的捕获模式,一般都只用默认的标准捕获模式。但捕获模式有哪些?各自对采样点的方式你了解多少呢?每一种模式适用于哪种波形呢?本文将对比分析这些模式的特点,会让你有不一样的发现。其实在测量波形时,对一些具有某种特征的信号的测量是需要选择合适的捕获模式的,这里以ZDS40Plus示波器为例,分享示波器几种捕获模式的原理和特点及其合适的应用场合。在示波器前面板上按下Acquire键,在捕获模式菜单中可以看到其包含4种捕获模式:标准、峰值、平均和高分辨率。
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。
日常我们使用示波器的捕获模式,一般都只用默认的标准捕获模式。但捕获模式有哪些?各自对采样点的方式你了解多少呢?每一种模式适用于哪种波形呢?本文将对比分析这些模式的特点,会让你有不一样的发现。其实在测量波形时,对一些具有某种特征的信号的测量是需要选择合适的捕获模式的,这里以ZDS40Plus示波器为例,分享示波器几种捕获模式的原理和特点及其合适的应用场合。在示波器前面板上按下Acquire键,在捕获模式菜单中可以看到其包含4种捕获模式:标准、峰值、平均和高分辨率。
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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傅立叶变换红外光谱技术结合其多种形式的非接触测量方式,可以实现对气体的主被动测量,非常适合用于化工业园区的排放现场监测。FTIR技术用于气体定量分析存在两个主要问题,一是气体分子吸收截面受气压、温度影响明显,二是FTIR系统的分辨率一般远小于气体分子谱线的展宽,仪器线型受到干涉图采样,切趾和辐射入射立体角等因素影响。这些影响因素使得表观谱线产生难以忽略的偏移和展宽。20世纪80年代后期,随着科学技术的进步,环境监测技术迅速发展,仪器分析,计算机控制等现代化手段在大气环境监测中得到了广泛应用,各种自动连续监测系统相继问世。
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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傅立叶变换红外光谱技术结合其多种形式的非接触测量方式,可以实现对气体的主被动测量,非常适合用于化工业园区的排放现场监测。FTIR技术用于气体定量分析存在两个主要问题,一是气体分子吸收截面受气压、温度影响明显,二是FTIR系统的分辨率一般远小于气体分子谱线的展宽,仪器线型受到干涉图采样,切趾和辐射入射立体角等因素影响。这些影响因素使得表观谱线产生难以忽略的偏移和展宽。20世纪80年代后期,随着科学技术的进步,环境监测技术迅速发展,仪器分析,计算机控制等现代化手段在大气环境监测中得到了广泛应用,各种自动连续监测系统相继问世。
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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在实际使用中,由于尘土、油污及有害气体的影响,使用时间一长,会产生老化,精度下降,湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断,一般说来,长期稳定性和使用寿命是影响湿度传感器质量的头等问题,年漂移量控制在1%RH水平的产品很少,一般都在±2%左右,甚至更高。湿度传感器的温度系数湿敏元件除对环境湿度敏感外,对温度亦十分敏感,其温度系数一般在0.2~0.8%RH/℃范围内,而且有的湿敏元件在不同的相对湿度下,其温度系数又有差别。
在实际使用中,由于尘土、油污及有害气体的影响,使用时间一长,会产生老化,精度下降,湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断,一般说来,长期稳定性和使用寿命是影响湿度传感器质量的头等问题,年漂移量控制在1%RH水平的产品很少,一般都在±2%左右,甚至更高。湿度传感器的温度系数湿敏元件除对环境湿度敏感外,对温度亦十分敏感,其温度系数一般在0.2~0.8%RH/℃范围内,而且有的湿敏元件在不同的相对湿度下,其温度系数又有差别。
(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。
测试设备校准柳州-校准公司所以选择示波器和探头带宽时至少要选择被测量方波信号的5次谐波频率以上的带宽。探头的选择示波器是无法直接对信号进行测量的,必须通过一个物理连接将信号传输到示波器内。这种物理连接就是探头。探头对高速信号测量来说至关重要。普通无源探头一般有1:1探头和10:1探头两种。这两种探头除了衰减比例不同外,还会对高速信号产生很大的差异。想要解释这个问题,需要现讨论一下探头的一个关键特性——负载效应。理想情况下,我们希望我们的测量设备的阻抗无穷大,这样测试设备的接入就不会对被测系统产生任何影响,从而保证测量的真实性。
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