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测试仪器校正吉安-认证公司
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-09 21:49:47
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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。
不同的体系对精度的要求不一样。单体电池OCV曲线及其电压采集精度要求对于LMO/LTO电池,单体电压采集精度只需达到10mV。对于LiFePO4/C电池,单体电压采集精度需要达到1mV左右。但目前单体电池的电压采集精度多数只能达到5mV。1.2采样频率与同步电池系统信号有多种,而电池管理系统一般为分布式,信号采集过程中,不同控制子板信号会存在同步问题,会对实时监测算法产生影响。设计BMS时,需要对信号的采样频率和同步精度提出相应的要求。
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。
不同的体系对精度的要求不一样。单体电池OCV曲线及其电压采集精度要求对于LMO/LTO电池,单体电压采集精度只需达到10mV。对于LiFePO4/C电池,单体电压采集精度需要达到1mV左右。但目前单体电池的电压采集精度多数只能达到5mV。1.2采样频率与同步电池系统信号有多种,而电池管理系统一般为分布式,信号采集过程中,不同控制子板信号会存在同步问题,会对实时监测算法产生影响。设计BMS时,需要对信号的采样频率和同步精度提出相应的要求。
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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CAN(控制器区域网络)总线是一种在汽车和工业机械中使用的串行协议,允许微控制器相互通讯。该标准 初由RobertBoschGmbH于1983年制定。它使用双绞线上传输差分信号,分别为CAN高(CANH)和CAN低(CANL),当线路受到共模干扰之后,信号差值不变,信号依然能够正确被解析。AN总线上传输的电平特点CA 两个通信标准,分别对应高速CAN和容错CAN。
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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CAN(控制器区域网络)总线是一种在汽车和工业机械中使用的串行协议,允许微控制器相互通讯。该标准 初由RobertBoschGmbH于1983年制定。它使用双绞线上传输差分信号,分别为CAN高(CANH)和CAN低(CANL),当线路受到共模干扰之后,信号差值不变,信号依然能够正确被解析。AN总线上传输的电平特点CA 两个通信标准,分别对应高速CAN和容错CAN。
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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比如铬元素在水体中存在三价与六价之分,其中三价铬性较小且对在较大浓度范围内对人体有益,而六价铬则表现为较强的生物性,在较低浓度下对人体造成较大危害。在水环境的监测过程中传统的六价铬的监测方法是利用六价铬与二碳酰二肼的显色反映进行检测的。这种检测方式由于收到氧化还原条件的影响容易造成较大误差,进而使得对水体环境的判断失准。采用液相色谱仪能够同时监测同种元素的不同价态进而对水体的污染物及其性进行更好的定量分析,为后续的环境评价与治理奠定基础。
比如铬元素在水体中存在三价与六价之分,其中三价铬性较小且对在较大浓度范围内对人体有益,而六价铬则表现为较强的生物性,在较低浓度下对人体造成较大危害。在水环境的监测过程中传统的六价铬的监测方法是利用六价铬与二碳酰二肼的显色反映进行检测的。这种检测方式由于收到氧化还原条件的影响容易造成较大误差,进而使得对水体环境的判断失准。采用液相色谱仪能够同时监测同种元素的不同价态进而对水体的污染物及其性进行更好的定量分析,为后续的环境评价与治理奠定基础。
(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。
测试仪器校正吉安-认证公司值得一提的是,平均捕获特别适合执行谐波分析或电源质量分析。平均捕获方式高分辨率捕获模式 就是高分辨率捕获模式,打个比方,其工作原理就是将一个波形分成5份,然后将一份波形的的每个点求平均, 终一个波形变成了5个点。这种方式可以有效改善系统的等效分辨率,本质上就是一种数字滤波。用于求平均的采样点数越多,分辨率提高得越多,显示的波形更平滑,从而达到减少噪声的目的。需要注意的是,高分辨率是针对一个波形相邻的点平均,所以该模式是对不重复的信号以牺牲带宽的方式来提升测试精度,故不适合测试高频信号,适用于观察高分辨率且带宽较低的波形。
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