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无线电实验室恩施-校验公司
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-10 05:28:39
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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。
市面上的多通道量产型编程器,通常都只有一路过流检测保护电路,检测到电源过流后直接关闭总电源输出。这种设计在一定程度上能起保护作用,但也存在明显的缺陷:其中一个通道发生过流时,触发过流保护并关闭电源输出,导致其他正常的通道无法烧录;过流阀值设置的很高,当只有一个通道电源短路时,短路电流可能达不到过流阀值而无法触发过流保护,导致该通道相应电源控制电路被烧毁;在板烧写时,如果板上有大容量电容,上电瞬间浪涌电流过大,可能误触发过流保护将电源关闭,导致烧录失败.为了解决这些问题,结合ZLG致远电子十多年编程器的研发经验,并收集了各行业客户反馈的建议后,我们在推出的P800系列编程器中重构了编程器的过流检测保护机制,核心设计是在每个编程通道都有过流检测保护。
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。
市面上的多通道量产型编程器,通常都只有一路过流检测保护电路,检测到电源过流后直接关闭总电源输出。这种设计在一定程度上能起保护作用,但也存在明显的缺陷:其中一个通道发生过流时,触发过流保护并关闭电源输出,导致其他正常的通道无法烧录;过流阀值设置的很高,当只有一个通道电源短路时,短路电流可能达不到过流阀值而无法触发过流保护,导致该通道相应电源控制电路被烧毁;在板烧写时,如果板上有大容量电容,上电瞬间浪涌电流过大,可能误触发过流保护将电源关闭,导致烧录失败.为了解决这些问题,结合ZLG致远电子十多年编程器的研发经验,并收集了各行业客户反馈的建议后,我们在推出的P800系列编程器中重构了编程器的过流检测保护机制,核心设计是在每个编程通道都有过流检测保护。
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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在测量上半桥的驱动电路时发现有一路与其他两路有明显区别,经仔细检查发现一只光耦A3120输出脚与电源负极短路,更换后三路基本一样。模块装上上电运行一切良好。一台BELTRO-VERT2.2kW变频通电就跳“OC”且不能复位。分析与维修:首先检查逆变模块没有发现问题。其次检查驱动电路也没有异常现象,估计问题不在这一块,可能出在过流信号这一部位,将其电路传感器拆掉后上电,显示一切正常,故认为传感器已坏,找一新品换上后带负载实验一切正常。
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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在测量上半桥的驱动电路时发现有一路与其他两路有明显区别,经仔细检查发现一只光耦A3120输出脚与电源负极短路,更换后三路基本一样。模块装上上电运行一切良好。一台BELTRO-VERT2.2kW变频通电就跳“OC”且不能复位。分析与维修:首先检查逆变模块没有发现问题。其次检查驱动电路也没有异常现象,估计问题不在这一块,可能出在过流信号这一部位,将其电路传感器拆掉后上电,显示一切正常,故认为传感器已坏,找一新品换上后带负载实验一切正常。
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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不仅需要捕捉信号幅值,而且还要捕捉信号如何随时间而变化。傅立叶变换是将时域函数变换成频域频谱的主要技术。该变换可以为从某个时域波形中采样的信号给出某个时间点的频谱快照。它使得瞬时频谱可以测量,从而可以测量某个信号在任何时刻的频率分量。据此,可以观察频谱随时间而发生的变化,了解什么时候存在以及什么时候不存在干扰,时域事件和频域事件之间是如何关联的。在离散傅立叶(DFT)变换中,一定数量时域信号样点被转换成一定数量的频率样点,每一个频率样点都由时域样点通过算法函数计算得出。
不仅需要捕捉信号幅值,而且还要捕捉信号如何随时间而变化。傅立叶变换是将时域函数变换成频域频谱的主要技术。该变换可以为从某个时域波形中采样的信号给出某个时间点的频谱快照。它使得瞬时频谱可以测量,从而可以测量某个信号在任何时刻的频率分量。据此,可以观察频谱随时间而发生的变化,了解什么时候存在以及什么时候不存在干扰,时域事件和频域事件之间是如何关联的。在离散傅立叶(DFT)变换中,一定数量时域信号样点被转换成一定数量的频率样点,每一个频率样点都由时域样点通过算法函数计算得出。
(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。
无线电实验室恩施-校验公司我司柔性线圈电流传感器系列(带积分器),即RogowskiCoil(洛氏线圈)电流传感器,采用先进的罗氏线圈技术,是一个在非铁磁性材料上均匀缠绕的环形线圈,无磁滞效应,几乎为零的相位误差,无磁饱和现象,线性度极高。柔性线圈是电流对时间的微分,积分器通过对输出电压信号进行积分(~1V),真实还原被测电流,输出完整的信号波形,其测量电流范围可从1安培到几万安。主要用于电流、高次谐波电流(可达4次)、复杂波形电流、瞬态冲击电流、相位、电能、功率、功率因数等检测;配带积分器后可更便捷地集成到其他测试设备,如电能质量分析仪、谐波分析仪、电力参数 、相位检测分析仪、工业控制装置、示波器、高精度数字多用表、瞬态冲击 、分布式测量系统、保护系统等。
无线电实验室恩施-校验公司我司柔性线圈电流传感器系列(带积分器),即RogowskiCoil(洛氏线圈)电流传感器,采用先进的罗氏线圈技术,是一个在非铁磁性材料上均匀缠绕的环形线圈,无磁滞效应,几乎为零的相位误差,无磁饱和现象,线性度极高。柔性线圈是电流对时间的微分,积分器通过对输出电压信号进行积分(~1V),真实还原被测电流,输出完整的信号波形,其测量电流范围可从1安培到几万安。主要用于电流、高次谐波电流(可达4次)、复杂波形电流、瞬态冲击电流、相位、电能、功率、功率因数等检测;配带积分器后可更便捷地集成到其他测试设备,如电能质量分析仪、谐波分析仪、电力参数 、相位检测分析仪、工业控制装置、示波器、高精度数字多用表、瞬态冲击 、分布式测量系统、保护系统等。