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测试仪器校验莆田-审厂
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-10 05:17:27
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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。
之前有客户在用PA310功率计5mA的电流量程档,接线方式如,电流数值显示有1.9mA。客户测试任务要求测待机功耗,仪器上的1.9mA电流会对测量结果有影响,1.9mA从哪里来?应该怎么去除那?电话和客户沟通,建议客户电流通道不接入测量线,此时空载电流为0。初步怀疑是客户使用的排插可能有漏电流,但是客户排查测量电路始终没有找到原因。第二天客户带仪器和测量系统来我司问题,我们的工程师发现确实如此,尝试了分别从火线和零线接入电流通道测量均有电流值,排除了杂散电容的影响。
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。
之前有客户在用PA310功率计5mA的电流量程档,接线方式如,电流数值显示有1.9mA。客户测试任务要求测待机功耗,仪器上的1.9mA电流会对测量结果有影响,1.9mA从哪里来?应该怎么去除那?电话和客户沟通,建议客户电流通道不接入测量线,此时空载电流为0。初步怀疑是客户使用的排插可能有漏电流,但是客户排查测量电路始终没有找到原因。第二天客户带仪器和测量系统来我司问题,我们的工程师发现确实如此,尝试了分别从火线和零线接入电流通道测量均有电流值,排除了杂散电容的影响。
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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屏蔽网络(屏蔽的电缆及元器件)能够显著减小进入到周围环境中而可能被拦截的电磁能辐射等级。不同干扰场的屏蔽选择干扰场主要有电磁干扰及射频干扰两种。电磁干扰(EMI)主要是低频干扰,马达、荧光灯以及电源线是通常的电磁干扰源。射频干扰(RFI)是指无线频率干扰,主要是高频干扰。无线电、电视转播、雷达及其他无线通讯是通常的射频干扰源。对于抵抗电磁干扰,选择编织屏蔽 为有效,因其具有较低的临界电阻;对于射频干扰,箔层屏蔽 有效,因编织屏蔽依赖于波长的变化,它所产生的缝隙使得高频信号可自由进出导体;而对于高低频混合的干扰场,则要采用具有宽带覆盖功能的箔层加编织网的组合屏蔽方式。
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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屏蔽网络(屏蔽的电缆及元器件)能够显著减小进入到周围环境中而可能被拦截的电磁能辐射等级。不同干扰场的屏蔽选择干扰场主要有电磁干扰及射频干扰两种。电磁干扰(EMI)主要是低频干扰,马达、荧光灯以及电源线是通常的电磁干扰源。射频干扰(RFI)是指无线频率干扰,主要是高频干扰。无线电、电视转播、雷达及其他无线通讯是通常的射频干扰源。对于抵抗电磁干扰,选择编织屏蔽 为有效,因其具有较低的临界电阻;对于射频干扰,箔层屏蔽 有效,因编织屏蔽依赖于波长的变化,它所产生的缝隙使得高频信号可自由进出导体;而对于高低频混合的干扰场,则要采用具有宽带覆盖功能的箔层加编织网的组合屏蔽方式。
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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当被测表面粗糙度值大于Ra=0.8μm时,随着粗糙度值的增大,被测表面对压头的抗力愈小,其塑性变形愈大,圆形压痕就愈大,相应的硬度值也就愈小,致使测量值偏低于其真实值。试验证明,测量偏差在10HB以上(注:用台式硬度计测量洛氏硬度时,粗糙度的影响较小,本文就不进行分析了)。当我们用便携式微电脑超声硬度计测量硬度时,粗糙度的影响较用台式硬度计就更大了。当被测表面粗糙度值大于Ra=0.8μm时,随着粗糙度值的增大,硬度计的金刚石角锥体压头与被测表面的接触面积就会增大。
当被测表面粗糙度值大于Ra=0.8μm时,随着粗糙度值的增大,被测表面对压头的抗力愈小,其塑性变形愈大,圆形压痕就愈大,相应的硬度值也就愈小,致使测量值偏低于其真实值。试验证明,测量偏差在10HB以上(注:用台式硬度计测量洛氏硬度时,粗糙度的影响较小,本文就不进行分析了)。当我们用便携式微电脑超声硬度计测量硬度时,粗糙度的影响较用台式硬度计就更大了。当被测表面粗糙度值大于Ra=0.8μm时,随着粗糙度值的增大,硬度计的金刚石角锥体压头与被测表面的接触面积就会增大。
(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。
测试仪器校验莆田-审厂由于现场总线过长,导致总线上挂载电容增加,从而导致线路阻抗增加。在边沿时间测试需要考虑电阻与电容匹配。模拟测试线路短,需要人为添加电容来模拟现场存在实际情况。在上表中典型值是根据现场电容、电阻得出的常用值。CAN边沿时间测试步骤示波器测试CAN波形用示波器采集CAN总线波形,设置幅值光标为20%~80%,记录上升沿的时间、下降沿时间;记录多次数据,确认每次求得上升沿、下降沿时间都在标准范围内。CAN测试问题只使用示波器测量CAN边沿时间,需要人为操作记录多次时间。
测试仪器校验莆田-审厂由于现场总线过长,导致总线上挂载电容增加,从而导致线路阻抗增加。在边沿时间测试需要考虑电阻与电容匹配。模拟测试线路短,需要人为添加电容来模拟现场存在实际情况。在上表中典型值是根据现场电容、电阻得出的常用值。CAN边沿时间测试步骤示波器测试CAN波形用示波器采集CAN总线波形,设置幅值光标为20%~80%,记录上升沿的时间、下降沿时间;记录多次数据,确认每次求得上升沿、下降沿时间都在标准范围内。CAN测试问题只使用示波器测量CAN边沿时间,需要人为操作记录多次时间。