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测试设备外校宿州-认证单位
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-01 00:07:41
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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。
微分结构函数中,波峰与波谷的拐点就是两种结构的分界处,便于识别器件内部的各层结构。在结构函数的末端,其值趋向于一条垂直的渐近线,此时代表热流传导到了空气层,由于空气的体积无穷大,因此热容也就无穷大。从原点到这条渐近线之间的x值就是结区到空气环境的热阻,也就是稳态情况下的热阻。利用结构函数识别器件封装内部的“缺陷”:对比上面两个器件的剖面结构,固晶层可见明显差异。如下图,左边为正常产品,右边为固晶层有缺陷的产品。
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。
微分结构函数中,波峰与波谷的拐点就是两种结构的分界处,便于识别器件内部的各层结构。在结构函数的末端,其值趋向于一条垂直的渐近线,此时代表热流传导到了空气层,由于空气的体积无穷大,因此热容也就无穷大。从原点到这条渐近线之间的x值就是结区到空气环境的热阻,也就是稳态情况下的热阻。利用结构函数识别器件封装内部的“缺陷”:对比上面两个器件的剖面结构,固晶层可见明显差异。如下图,左边为正常产品,右边为固晶层有缺陷的产品。
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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的新型传感器之一:单芯片雷达片上系统(system-on-chip,SoC),其在汽车中的广泛采用大幅提高了销量,从而促进了价格的下降。这些精密的IC器件对汽车商而言至关重要,对其它应用也同样有很大的吸引力。在汽车应用领域,尽管IC器件将继续占据主导地位,设计人员也在探索一系列新用途可以提高安全性和便利性。谁能想到单芯片雷达呢?虽然现在多个商已经设计出多种形式的单 GHz、94GHz频段的芯片。
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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的新型传感器之一:单芯片雷达片上系统(system-on-chip,SoC),其在汽车中的广泛采用大幅提高了销量,从而促进了价格的下降。这些精密的IC器件对汽车商而言至关重要,对其它应用也同样有很大的吸引力。在汽车应用领域,尽管IC器件将继续占据主导地位,设计人员也在探索一系列新用途可以提高安全性和便利性。谁能想到单芯片雷达呢?虽然现在多个商已经设计出多种形式的单 GHz、94GHz频段的芯片。
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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平时我们都关注示波器的三大核心指标:带宽、采样率、存储深度,但是除了三大技术指标,还有底噪、非线性度、偏置误差等,上述指标决定了能否实现更的测量,那究竟这些指标的高低由谁来决定呢?当选用示波器进行测量时,除了关注核心指标,示波器测试系统的质量也是极为重要的,底噪、非线性度、偏置误差等决定了是否可以进行更好的测量,而这些指标主要由示波器的ADC性能决定,这就要引入一个概念:等效位数(ENOB,effectivenumberofbits)。ENOB是什么ENOB(等效位数)是一个极为综合的指标,在一定程度上涵盖了数字示波器的多种误差,偏置误差、增益误差、非线性度、噪声等等。在介绍ENOB之前,先介绍下SINAD,即为信号-噪声及失真比,SINAD=S/(N+D),其中S是信号功率、N是噪声功率、D是失真功率,也就是说,SINAD与信号功率呈正比,与噪声及失真功率呈反比,所以提高SINAD的方法有:降低噪声、提高信号的纯度(减小信号的畸变)。
平时我们都关注示波器的三大核心指标:带宽、采样率、存储深度,但是除了三大技术指标,还有底噪、非线性度、偏置误差等,上述指标决定了能否实现更的测量,那究竟这些指标的高低由谁来决定呢?当选用示波器进行测量时,除了关注核心指标,示波器测试系统的质量也是极为重要的,底噪、非线性度、偏置误差等决定了是否可以进行更好的测量,而这些指标主要由示波器的ADC性能决定,这就要引入一个概念:等效位数(ENOB,effectivenumberofbits)。ENOB是什么ENOB(等效位数)是一个极为综合的指标,在一定程度上涵盖了数字示波器的多种误差,偏置误差、增益误差、非线性度、噪声等等。在介绍ENOB之前,先介绍下SINAD,即为信号-噪声及失真比,SINAD=S/(N+D),其中S是信号功率、N是噪声功率、D是失真功率,也就是说,SINAD与信号功率呈正比,与噪声及失真功率呈反比,所以提高SINAD的方法有:降低噪声、提高信号的纯度(减小信号的畸变)。
(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。
测试设备外校宿州-认证单位IT6400无论从精度还是爬升速度上,均能很好的匹配国标中的指标要求。安全气囊从触发,到充气膨胀,再到驾驶员头部陷入气囊,直至 系列电源拥有高达1nA的解析度,小于20us的超快动态相应时间,设计的速度切换模式可让电压或电流的上升波形高速无过冲,上升时间 可达150us,同时,用户还可通过波形显示功能实现示波器的体验,让测试更加简便。
测试设备外校宿州-认证单位IT6400无论从精度还是爬升速度上,均能很好的匹配国标中的指标要求。安全气囊从触发,到充气膨胀,再到驾驶员头部陷入气囊,直至 系列电源拥有高达1nA的解析度,小于20us的超快动态相应时间,设计的速度切换模式可让电压或电流的上升波形高速无过冲,上升时间 可达150us,同时,用户还可通过波形显示功能实现示波器的体验,让测试更加简便。