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工程类实验室钦州-校准公司
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-05 21:59:28
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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。
当总线接口受到静电放电时,由于总线侧悬空,能量只能通过隔离栅的等效电容Ciso进行泄放,由于Ciso非常小,仅有几皮法至十几皮法,Ciso被迅速充电,两端电压Viso会非常高,几乎等同于放电电压。电压全部施加在隔离接口模块的隔离栅,若电压超出了隔离栅的电压承受范围,则会导致内部隔离栅损坏。图3对于一般的隔离接口模块,隔离栅可承受的静电放电电压只有4kV,对于更高等级的6kV或8kV的静电来说是非常脆弱的,极易出现损坏情况。
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。
当总线接口受到静电放电时,由于总线侧悬空,能量只能通过隔离栅的等效电容Ciso进行泄放,由于Ciso非常小,仅有几皮法至十几皮法,Ciso被迅速充电,两端电压Viso会非常高,几乎等同于放电电压。电压全部施加在隔离接口模块的隔离栅,若电压超出了隔离栅的电压承受范围,则会导致内部隔离栅损坏。图3对于一般的隔离接口模块,隔离栅可承受的静电放电电压只有4kV,对于更高等级的6kV或8kV的静电来说是非常脆弱的,极易出现损坏情况。
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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典型的测试方法是,到达混响室外的信号被数据采集设备采集,并需要用户自定义软件来确定从ECU输出的CAN总线信号,传感器信号,或者PWM输出是否满足特定的需求。因为有很多信号需要测试,以及有许多测试标准,所以描述测试计划中所有的测试需求的软件发时间和成本将是非常漫长和昂贵的。将示波器用于EMI测试领域是一个相对来说未被广泛探索的方法,该方法可以将一个阵列的示波器放置于干扰室外,使用多台示波器进行实时分析。
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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典型的测试方法是,到达混响室外的信号被数据采集设备采集,并需要用户自定义软件来确定从ECU输出的CAN总线信号,传感器信号,或者PWM输出是否满足特定的需求。因为有很多信号需要测试,以及有许多测试标准,所以描述测试计划中所有的测试需求的软件发时间和成本将是非常漫长和昂贵的。将示波器用于EMI测试领域是一个相对来说未被广泛探索的方法,该方法可以将一个阵列的示波器放置于干扰室外,使用多台示波器进行实时分析。
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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比如常见的PCIE,其单端阻抗就是要求是50Ω。这就是这个50Ω的由来,也是因为如此,示波器上才会有个50Ω阻抗档位。其作用就是用来匹配50Ω系统中的传输线。示波器的负载效应有朋友可能会有疑惑,按上面的论述,岂不是50Ω的匹配比1MΩ的匹配要好,那还要1MΩ阻抗干什么呢?这就涉及到了示波器的负载效应问题了。相信大家都有这种经历,调试一个有问题的电路,想看看波形,结果接上探头电路就正常了,拿探头电路就又出问题。
比如常见的PCIE,其单端阻抗就是要求是50Ω。这就是这个50Ω的由来,也是因为如此,示波器上才会有个50Ω阻抗档位。其作用就是用来匹配50Ω系统中的传输线。示波器的负载效应有朋友可能会有疑惑,按上面的论述,岂不是50Ω的匹配比1MΩ的匹配要好,那还要1MΩ阻抗干什么呢?这就涉及到了示波器的负载效应问题了。相信大家都有这种经历,调试一个有问题的电路,想看看波形,结果接上探头电路就正常了,拿探头电路就又出问题。
(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。
工程类实验室钦州-校准公司单芯片雷达收发器的简图雷达传感器的应用迄今为止,单芯片雷达的应用领域是汽车安全。雷达成为大多数汽车中先进驾驶辅助系统(advanceddriver-assistancesystems,ADAS)的核心。自适应巡航控制、自动刹车、后备箱物体检测、盲点检测、变道辅助、来车告系统都采用了雷达技术。目标是减少驾驶员失误,从而减少车祸次数和伤亡人数。目前为止,上述目标正在实现。事实上,这些新的子系统非常有效,因此正在强制所有汽车先进驾驶辅助系统。
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