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发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-05 01:38:57
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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。
经检测发现主要原因:设备后端comm口后端丝被烧坏。故障二6514B不机。经拆机检测发现:输入端部分元器件被烧坏,电源模块丝被烧坏。总结数字万用表故障现象,由四点主要原因造成。如下:超量程使用,频繁出现overlode。元器件老化操作规范电能质量如何避免类似故障的产生良好接地接地良好不仅可以保证仪器和操作人员的安全,还能提高测试精度,高精度仪器的测试线缆都是具有屏蔽线的,而仪器屏蔽地就是供电地线,接地良好可以使屏蔽外界对信号传输的干扰。
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。
经检测发现主要原因:设备后端comm口后端丝被烧坏。故障二6514B不机。经拆机检测发现:输入端部分元器件被烧坏,电源模块丝被烧坏。总结数字万用表故障现象,由四点主要原因造成。如下:超量程使用,频繁出现overlode。元器件老化操作规范电能质量如何避免类似故障的产生良好接地接地良好不仅可以保证仪器和操作人员的安全,还能提高测试精度,高精度仪器的测试线缆都是具有屏蔽线的,而仪器屏蔽地就是供电地线,接地良好可以使屏蔽外界对信号传输的干扰。
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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电源机时间的测试机时间(TurnOnTime):输入电压始供电给电源时到电源输出的电压达到要求电压值Va时的时间,如上图所示。测试方法:启动测试:选择启动测试触发源为外部触发,可选用我司IT6500C/D系列直流电源或IT7600系列交流电源作为待测电源的DC/AC输入,并通过模拟量接口同步信号给负载,当负载接收到TRI信号时,始测试;结束测试:选择结束测试触发源为电平触发方式,触发电平设定为Va,当待测电源输出电压达到Va时,停止测试;负载计算出两个触发信号之间的时间差,即为待测电源的机时间。
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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电源机时间的测试机时间(TurnOnTime):输入电压始供电给电源时到电源输出的电压达到要求电压值Va时的时间,如上图所示。测试方法:启动测试:选择启动测试触发源为外部触发,可选用我司IT6500C/D系列直流电源或IT7600系列交流电源作为待测电源的DC/AC输入,并通过模拟量接口同步信号给负载,当负载接收到TRI信号时,始测试;结束测试:选择结束测试触发源为电平触发方式,触发电平设定为Va,当待测电源输出电压达到Va时,停止测试;负载计算出两个触发信号之间的时间差,即为待测电源的机时间。
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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磁翻板液位计作为一种观测直观、简单、维护方便的液位测量仪表,在罐区的测量中得到大量的应用。因为磁翻板液位计可以不通过使用其他手段就能直接地反映槽罐内液位实际状态,这种简单明了,稳定直观的测量优点已经被越来越多的用户认可。在仪表的实际过程中,生产厂家还可以通过增加一些附加技术手段使液位计拓展更多的功能,使其能够运用到实际的生产控制中去。2m以上的大量程磁翻板液位计的测量准确度通常与差压变送器不相上下,因此也越来越受到用户的重视。
磁翻板液位计作为一种观测直观、简单、维护方便的液位测量仪表,在罐区的测量中得到大量的应用。因为磁翻板液位计可以不通过使用其他手段就能直接地反映槽罐内液位实际状态,这种简单明了,稳定直观的测量优点已经被越来越多的用户认可。在仪表的实际过程中,生产厂家还可以通过增加一些附加技术手段使液位计拓展更多的功能,使其能够运用到实际的生产控制中去。2m以上的大量程磁翻板液位计的测量准确度通常与差压变送器不相上下,因此也越来越受到用户的重视。
(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。
仪器外校贵港-计量公司以铝板中Lamb波的传播为例,其频散曲线可采用半解析有限元法求得,只需要在波导介质的截面上作有限元离散,而沿波导介质传播方向的位移则以简谐波的振动方式表示,在对介质截面进行有限元离散后,根据哈密顿原理可以推导出导波在介质中的波动方程,求解特征值可以得到波数和频率的关系,进而绘制出频散曲线。通过半解析有限元法,以铝板厚度d=0.8mm绘制铝板中导波的相速度和群速度频散曲线,得到的模态分布分别如图2,3所示。
仪器外校贵港-计量公司以铝板中Lamb波的传播为例,其频散曲线可采用半解析有限元法求得,只需要在波导介质的截面上作有限元离散,而沿波导介质传播方向的位移则以简谐波的振动方式表示,在对介质截面进行有限元离散后,根据哈密顿原理可以推导出导波在介质中的波动方程,求解特征值可以得到波数和频率的关系,进而绘制出频散曲线。通过半解析有限元法,以铝板厚度d=0.8mm绘制铝板中导波的相速度和群速度频散曲线,得到的模态分布分别如图2,3所示。
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