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仪器外校钦州-校准公司
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-05 01:33:27
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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。
现代实时示波器的性能比起10多年前已经有了大幅度的提升,可以满足高带宽、高精度的射频微波信号的测试要求。除此以外,现代实时示波器的触发和分析功能也变得更加丰富、操作界面更加友好、数据传输速率更高、多通道的支持能力也更好,使得高带宽实时示波器可以在宽带信号测试领域发挥重要的作用。什么射频信号测试要用示波器?时域测量的直观性要进行射频信号的时域测量的一个很大原因在于其直观性。比如在下图中的例子中分别显示了4个不同形状的雷达脉冲信号,信号的载波频率和脉冲宽度差异不大,如果只在频域进行分析,很难推断出信号的时域形状。
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。
现代实时示波器的性能比起10多年前已经有了大幅度的提升,可以满足高带宽、高精度的射频微波信号的测试要求。除此以外,现代实时示波器的触发和分析功能也变得更加丰富、操作界面更加友好、数据传输速率更高、多通道的支持能力也更好,使得高带宽实时示波器可以在宽带信号测试领域发挥重要的作用。什么射频信号测试要用示波器?时域测量的直观性要进行射频信号的时域测量的一个很大原因在于其直观性。比如在下图中的例子中分别显示了4个不同形状的雷达脉冲信号,信号的载波频率和脉冲宽度差异不大,如果只在频域进行分析,很难推断出信号的时域形状。
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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几种检定方式的差异检定结论上的不同采用组合测量方法对流量仪表进行干式检定,是根据各有关参数的测量结果及其不确定度,按照误差方法出仪表的流量测量总不确定度的,是以一定的置信度间接确定流量仪表的不确定度范围的,它不能给出具体误差值。它通常是以大量丰富的试验数据和标准化的技术要求为前提,保持了计量的试验性和一致性的特点。比如,标准孔板节流装置、临界流文丘利喷嘴等已有相当成熟的干式检定技术。以孔板流量计为例,其流出系数公式是建立在极其丰富和充分的试验数据基础之上的,标准上给出的流出系数的误差范围:不大于0.6%。
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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几种检定方式的差异检定结论上的不同采用组合测量方法对流量仪表进行干式检定,是根据各有关参数的测量结果及其不确定度,按照误差方法出仪表的流量测量总不确定度的,是以一定的置信度间接确定流量仪表的不确定度范围的,它不能给出具体误差值。它通常是以大量丰富的试验数据和标准化的技术要求为前提,保持了计量的试验性和一致性的特点。比如,标准孔板节流装置、临界流文丘利喷嘴等已有相当成熟的干式检定技术。以孔板流量计为例,其流出系数公式是建立在极其丰富和充分的试验数据基础之上的,标准上给出的流出系数的误差范围:不大于0.6%。
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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挡发动机约2500r/min运转;2挡发动机约1000r/min运转;1挡发动机约2500r/min运转;倒挡发动机1000r/min运转;其压力值均应为360-490kPa。强迫降挡制动油压测试:将变速手柄置于2挡,使发动机怠速运转,其油压值应为100-200kPa;将OD关接通,手柄挂入4挡,发动机约2500r/min运转;将OD关关闭,手柄挂入3挡,发动机约在2500r/min运转;将手柄挂入2挡,发动机约在10 Pa。
挡发动机约2500r/min运转;2挡发动机约1000r/min运转;1挡发动机约2500r/min运转;倒挡发动机1000r/min运转;其压力值均应为360-490kPa。强迫降挡制动油压测试:将变速手柄置于2挡,使发动机怠速运转,其油压值应为100-200kPa;将OD关接通,手柄挂入4挡,发动机约2500r/min运转;将OD关关闭,手柄挂入3挡,发动机约在2500r/min运转;将手柄挂入2挡,发动机约在10 Pa。
(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。
仪器外校钦州-校准公司第三级别主要由供电模块自身硬件电路完成。2接驳盒节点电量测量模块观测网络电源模块的电压是标准的5V、12V、24V,即整个监控系统的输出电压范围为5V~12V,可以利用电量隔离传感器进行电压的隔离和变换,取得与被测电压成正比的0~5V信号电压,经过A/D转换由采集模块接收,然后通过传输模块传送给监控中心。观测网络电能管理系统中,采用直流供电技术进行对接驳盒内部各种设备的供电。为了实现采集信号和低压数据采集系统的完全隔离,提高系统的抗干扰能力和可靠性,系统采用WBV121G07电压隔离传感器进行供电设备直流电压的检测,该电压隔离传感器采用线性光电隔离原理,对电压信号进行实时测量,经隔离转换成跟踪输入信号的、有一定隔离能力的标准跟踪电压。
仪器外校钦州-校准公司第三级别主要由供电模块自身硬件电路完成。2接驳盒节点电量测量模块观测网络电源模块的电压是标准的5V、12V、24V,即整个监控系统的输出电压范围为5V~12V,可以利用电量隔离传感器进行电压的隔离和变换,取得与被测电压成正比的0~5V信号电压,经过A/D转换由采集模块接收,然后通过传输模块传送给监控中心。观测网络电能管理系统中,采用直流供电技术进行对接驳盒内部各种设备的供电。为了实现采集信号和低压数据采集系统的完全隔离,提高系统的抗干扰能力和可靠性,系统采用WBV121G07电压隔离传感器进行供电设备直流电压的检测,该电压隔离传感器采用线性光电隔离原理,对电压信号进行实时测量,经隔离转换成跟踪输入信号的、有一定隔离能力的标准跟踪电压。
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