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测试设备校验乐山-认证机构
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-19 10:51:47
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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。
下面通过其计算方法的简单,结合实例讨论三种谐波模式的使用。谐波测量基本原理目前 常用的谐波分析方法是使用傅里叶变换,将时域的离散信号进行傅里叶级数展,得到离散的频谱,从离散的频谱中挑选出各次谐波对应的谱线,计算得出谐波各项参数。在实际实现时,由于离散傅里叶变换存在“栅栏效应”,采样频率不为基波的整数倍时,部分谐波可能不在离散傅里叶变换后的离散频率点上,需要使用特殊的手段将栅栏空隙对准我们关心的谐波频率点。
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。
下面通过其计算方法的简单,结合实例讨论三种谐波模式的使用。谐波测量基本原理目前 常用的谐波分析方法是使用傅里叶变换,将时域的离散信号进行傅里叶级数展,得到离散的频谱,从离散的频谱中挑选出各次谐波对应的谱线,计算得出谐波各项参数。在实际实现时,由于离散傅里叶变换存在“栅栏效应”,采样频率不为基波的整数倍时,部分谐波可能不在离散傅里叶变换后的离散频率点上,需要使用特殊的手段将栅栏空隙对准我们关心的谐波频率点。
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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互感器过热的情况通常表现为,电流互感器一次侧导电回路 引起的局部发热;整体介质损耗上升引起的温度整体上升;电流互感器套管缺油引起的温度分布异常。互感器过热的情况通常表现为,电流互感器一次侧导电回路 引起的局部发热;整体介质损耗上升引起的温度整体上升;电流互感器套管缺油引起的温度分布异常。电压互感器存在局部缺陷、受潮或老化,使介质损耗增加或局部放电;由铁芯损耗引起,随着电压等级的升高,绝缘的介质损耗严重。
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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互感器过热的情况通常表现为,电流互感器一次侧导电回路 引起的局部发热;整体介质损耗上升引起的温度整体上升;电流互感器套管缺油引起的温度分布异常。互感器过热的情况通常表现为,电流互感器一次侧导电回路 引起的局部发热;整体介质损耗上升引起的温度整体上升;电流互感器套管缺油引起的温度分布异常。电压互感器存在局部缺陷、受潮或老化,使介质损耗增加或局部放电;由铁芯损耗引起,随着电压等级的升高,绝缘的介质损耗严重。
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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社会安全防范系统是一个特大型、综合性非常强的管理系统,不仅需要满足 管理、城市管理、交通管理、应急指挥、犯罪追踪等需求,而且还要兼顾灾难事故预、安全生产监控等方面对图像监控的需求。在监控领域,可见光监控设备固然扮演着极其重要的角色,但是由于不可避免的昼夜交替以及恶劣气候的影响,在一定程度上限制了可见光监控设备的正常发挥,而红外热成像监控产品正好弥补了这一缺失,其特别适合高安全级别区域的入侵防范。
社会安全防范系统是一个特大型、综合性非常强的管理系统,不仅需要满足 管理、城市管理、交通管理、应急指挥、犯罪追踪等需求,而且还要兼顾灾难事故预、安全生产监控等方面对图像监控的需求。在监控领域,可见光监控设备固然扮演着极其重要的角色,但是由于不可避免的昼夜交替以及恶劣气候的影响,在一定程度上限制了可见光监控设备的正常发挥,而红外热成像监控产品正好弥补了这一缺失,其特别适合高安全级别区域的入侵防范。
(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。
测试设备校验乐山-认证机构传感器的灵敏度,低频噪声特性和动态响应范围用于低频测量的传感器一般要求有比较高的灵敏度以满足低频小信号的测量。但灵敏度的增加往往是有限的。虽然加速度传感器灵敏度是能达到10V/g或更高,但是灵敏度高往往带来其他的负面效应,比如传感器的稳定性,抗过载能力,以及对周边环境干扰的敏感性。因此追求过高灵敏度并不一定能解决微小信号的测量,相反高分辨率和低噪声的传感器在工程应用中往往更容易解决实际问题。所以选用具有低电噪声的传感器在低频测量中尤为重要。
测试设备校验乐山-认证机构传感器的灵敏度,低频噪声特性和动态响应范围用于低频测量的传感器一般要求有比较高的灵敏度以满足低频小信号的测量。但灵敏度的增加往往是有限的。虽然加速度传感器灵敏度是能达到10V/g或更高,但是灵敏度高往往带来其他的负面效应,比如传感器的稳定性,抗过载能力,以及对周边环境干扰的敏感性。因此追求过高灵敏度并不一定能解决微小信号的测量,相反高分辨率和低噪声的传感器在工程应用中往往更容易解决实际问题。所以选用具有低电噪声的传感器在低频测量中尤为重要。
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