热点
新内容
无线电实验室福建-第三方公司
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-10 02:49:59
无线电实验室福建-第三方公司无线电实验室福建-第三方公司
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。
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。其中同步采样法和频率重心法使用 为广泛。同步采样法顾名思义,就是使采样频率与基波频率同步改变。该方法从源头上保证数据的采样频率为基波频率的整数倍,如IEC61000-4-7标准就规定50Hz使用10倍基波采样率,采样数据经离散傅里叶变换即可得到各次谐波分量。
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。
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。其中同步采样法和频率重心法使用 为广泛。同步采样法顾名思义,就是使采样频率与基波频率同步改变。该方法从源头上保证数据的采样频率为基波频率的整数倍,如IEC61000-4-7标准就规定50Hz使用10倍基波采样率,采样数据经离散傅里叶变换即可得到各次谐波分量。
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。
无线电实验室福建-第三方公司
如我们同时在用两路通道进行测试,通道1与通道2之间的信号是否会互相干扰?干扰的程度有多大?将这些问题量化,就可以理解通道隔离度了。如何对通道隔离度进行测试?根据数字存储示波器通用规范规定,首先设置示波器干扰通道垂直灵敏度为较大档,设置被干扰通道垂直灵敏度为 易受干扰档级,并将输入端屏蔽。我们将通道1(干扰通道)垂直档位调节至500mV/div,通道2(被干扰通道)垂直档位调节至2mV/div,并将通道2输入端悬空。
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。
无线电实验室福建-第三方公司
如我们同时在用两路通道进行测试,通道1与通道2之间的信号是否会互相干扰?干扰的程度有多大?将这些问题量化,就可以理解通道隔离度了。如何对通道隔离度进行测试?根据数字存储示波器通用规范规定,首先设置示波器干扰通道垂直灵敏度为较大档,设置被干扰通道垂直灵敏度为 易受干扰档级,并将输入端屏蔽。我们将通道1(干扰通道)垂直档位调节至500mV/div,通道2(被干扰通道)垂直档位调节至2mV/div,并将通道2输入端悬空。
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。
无线电实验室福建-第三方公司
由P区引出的电极为阳极,由N区引出的电极为阴极,如下图所示,温度对二极管的性能有较大的影响,这是由于半导体材料的特性所致,温度升高时,二极管的正向压降将减小,每增加1oC,正向压降减小约2mV,可以从下图看出,由半导体理论可以得出,PN结所加端电压u与流过它的电流i的关系为:其中,Is为反向饱和电流,对于硅材料来说,Is约为10pA;q为电子的电量,q=1.6*10-9C K;T为温度,kT/q可以用UT来代替,则常温下,即T=300K时,UT约为26mV。
由P区引出的电极为阳极,由N区引出的电极为阴极,如下图所示,温度对二极管的性能有较大的影响,这是由于半导体材料的特性所致,温度升高时,二极管的正向压降将减小,每增加1oC,正向压降减小约2mV,可以从下图看出,由半导体理论可以得出,PN结所加端电压u与流过它的电流i的关系为:其中,Is为反向饱和电流,对于硅材料来说,Is约为10pA;q为电子的电量,q=1.6*10-9C K;T为温度,kT/q可以用UT来代替,则常温下,即T=300K时,UT约为26mV。
(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。
无线电实验室福建-第三方公司我们选择波特率500kbps的通信速率,用ZLG的CANScope发送CAN报文,CAN卡接收报文。先调整Stressz的设置,模拟总线长度为10m,终端电阻为120欧姆,Stressz的设置如所示。模拟线缆长度为10m打CANScope报文接收,可以正常接收报文,将CANL线短接到GND后,从示波器上看CANL电压为0V,但是报文正常接收,如:从示波器上差分电压还能够进行清晰的辨识。CANL短路通讯正常但是实际应用现场,CAN总线的传输距离比较长,当我们模拟总线长度为120m时,我们再看看通讯质量,先把Stressz设置为线缆长度为120m。
无线电实验室福建-第三方公司我们选择波特率500kbps的通信速率,用ZLG的CANScope发送CAN报文,CAN卡接收报文。先调整Stressz的设置,模拟总线长度为10m,终端电阻为120欧姆,Stressz的设置如所示。模拟线缆长度为10m打CANScope报文接收,可以正常接收报文,将CANL线短接到GND后,从示波器上看CANL电压为0V,但是报文正常接收,如:从示波器上差分电压还能够进行清晰的辨识。CANL短路通讯正常但是实际应用现场,CAN总线的传输距离比较长,当我们模拟总线长度为120m时,我们再看看通讯质量,先把Stressz设置为线缆长度为120m。
上一篇:上海sus440大量圆钢