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轻工实验室台州-校准公司
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-17 05:06:14
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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。
但大家也留意到了,我们的电话机却不用接电源就可以使用,这是因为电话线本身是带电的,足以支持话机的功率需要,甚至再接分机也无大碍。既然电话机可以通过一条双绞就可以在完成语音传输的同时供电。那为什么不直接通过以太网中的双绞线来给网络设备供电呢?其实这个技术早已出现,这就是大家经常看到的PoE技术,英文全称是:PoweroverEthernet。中文是以太网供电技术。IEEE标准认证编号为802.3af。
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。
但大家也留意到了,我们的电话机却不用接电源就可以使用,这是因为电话线本身是带电的,足以支持话机的功率需要,甚至再接分机也无大碍。既然电话机可以通过一条双绞就可以在完成语音传输的同时供电。那为什么不直接通过以太网中的双绞线来给网络设备供电呢?其实这个技术早已出现,这就是大家经常看到的PoE技术,英文全称是:PoweroverEthernet。中文是以太网供电技术。IEEE标准认证编号为802.3af。
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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用网络分析仪测试时,测试端口是标准50Ω同轴线缆,因此在连接被测电缆时要求使用转接头或夹具,而这些接头和夹具的S参数未知,需要去除其影响,才能获得被测线缆的实际参数。目前常用的方法是去嵌入或夹具移除法,这些方法要求设计的夹具和微带校准件,校准后移除夹具的S参数。其难点在于夹具及其校准件的,通常校准件的参数是理论设计值,跟实际值有一定差距,并且校准和得到的夹具自身S参数,可能造成实测数据曲线的波动,甚至错误。
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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用网络分析仪测试时,测试端口是标准50Ω同轴线缆,因此在连接被测电缆时要求使用转接头或夹具,而这些接头和夹具的S参数未知,需要去除其影响,才能获得被测线缆的实际参数。目前常用的方法是去嵌入或夹具移除法,这些方法要求设计的夹具和微带校准件,校准后移除夹具的S参数。其难点在于夹具及其校准件的,通常校准件的参数是理论设计值,跟实际值有一定差距,并且校准和得到的夹具自身S参数,可能造成实测数据曲线的波动,甚至错误。
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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CANScope信号质量分析参数如所示。为某地铁车辆上的CAN总线实际测试结果,通过信号质量的升序排列,可以看到发出帧ID为0308的这个节点,信号质量平均值只有47分, 差值甚至只有34分。CANScope信号质量解析示意图(左边为 差质量)而信号质量评价图的右边为信号质量的发出0263帧ID的节点,其 差质量也达到了70分。如所示:CANScope信号质量解析示意图(右边为质量)通过CANScope的波形筛选查看0308的波形,发现有很明显的反射“地”现象,并且有效幅值比较小。
CANScope信号质量分析参数如所示。为某地铁车辆上的CAN总线实际测试结果,通过信号质量的升序排列,可以看到发出帧ID为0308的这个节点,信号质量平均值只有47分, 差值甚至只有34分。CANScope信号质量解析示意图(左边为 差质量)而信号质量评价图的右边为信号质量的发出0263帧ID的节点,其 差质量也达到了70分。如所示:CANScope信号质量解析示意图(右边为质量)通过CANScope的波形筛选查看0308的波形,发现有很明显的反射“地”现象,并且有效幅值比较小。
(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。
轻工实验室台州-校准公司基于此,集供电隔离、通信隔离一体的隔离收发器模块应运而生,紧凑的体积使他在应用便捷的同时占用更少的PCB面积。高度集成的隔离收发器增加防护等级隔离收发器能为后级主板的隔离防护,但同时自身也需要防护,因为隔离收发器被损坏通讯也将中断。以CTM8251KT为例, 5共模/差模±2kV,足以应对绝大部分工业场合。从可靠性上考虑,即使在恶劣环境中选用隔离收发器,我们仍建议您在外围添加保护电路。
轻工实验室台州-校准公司基于此,集供电隔离、通信隔离一体的隔离收发器模块应运而生,紧凑的体积使他在应用便捷的同时占用更少的PCB面积。高度集成的隔离收发器增加防护等级隔离收发器能为后级主板的隔离防护,但同时自身也需要防护,因为隔离收发器被损坏通讯也将中断。以CTM8251KT为例, 5共模/差模±2kV,足以应对绝大部分工业场合。从可靠性上考虑,即使在恶劣环境中选用隔离收发器,我们仍建议您在外围添加保护电路。