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计量器具校正贵州-检测单位
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-01 08:31:57
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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。
即便如此,在输入时信噪比(SNR)也会受影响。在这些应用中,可编程增益仪表放大器(PGIA)是适合前端的解决方案,可适应各种传感器接口的灵敏度,同时优化SNR。集成PGIA可实现良好的直流和交流规格。本文讨论各种集成PGIA及其优势。文中还会讨论相关限制,以及为满足特定要求而构建分立PGIA时应遵循的指导原则。集成PGIAADI公司的产品系列中有许多集成PGIA。集成PGIA具有设计时间更短、尺寸更小的优势。
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。
即便如此,在输入时信噪比(SNR)也会受影响。在这些应用中,可编程增益仪表放大器(PGIA)是适合前端的解决方案,可适应各种传感器接口的灵敏度,同时优化SNR。集成PGIA可实现良好的直流和交流规格。本文讨论各种集成PGIA及其优势。文中还会讨论相关限制,以及为满足特定要求而构建分立PGIA时应遵循的指导原则。集成PGIAADI公司的产品系列中有许多集成PGIA。集成PGIA具有设计时间更短、尺寸更小的优势。
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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为了同时实现多通道和高速采集,横河SMARTDAC+系列采集器采用了各模块独立A/D的硬件设计,各模块间的数据采集并行,而主机CPU负责所有通道的数据保存和上位通信,从而可以保证5ms*1ch的系统性能。灵活的信号输入在研究和设计发领域使用的 ,需要根据实验目的记录从传感器或者从电压/电流源得到的信号。因此需要对应各种温度传感器和电压量程。可拆卸端子另外,多点测试有大量接线的工作,为了提高接线的作业效率,可以选择端子可拆卸的产品。
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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为了同时实现多通道和高速采集,横河SMARTDAC+系列采集器采用了各模块独立A/D的硬件设计,各模块间的数据采集并行,而主机CPU负责所有通道的数据保存和上位通信,从而可以保证5ms*1ch的系统性能。灵活的信号输入在研究和设计发领域使用的 ,需要根据实验目的记录从传感器或者从电压/电流源得到的信号。因此需要对应各种温度传感器和电压量程。可拆卸端子另外,多点测试有大量接线的工作,为了提高接线的作业效率,可以选择端子可拆卸的产品。
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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称重传感器要防止任何冲击、跌落等,轻拿轻放。同时传感器的底座要平整、清洁,有足够的强度和刚性,无任何油膜,胶膜等存在。要避免超载给称重传感器带来的损坏,即使称重传感器有一定的过载能力。电源线和控制线应绞合起来,合程度50转/米,若传感器信号线需要延长,则应采用特制的密封电缆接线盒。若信号电缆线很长,应考虑采用带有中继放大器的电缆补偿电路。10、为了保证称重的精度,应对单只传感器底座的平面用水平仪调整水平。
称重传感器要防止任何冲击、跌落等,轻拿轻放。同时传感器的底座要平整、清洁,有足够的强度和刚性,无任何油膜,胶膜等存在。要避免超载给称重传感器带来的损坏,即使称重传感器有一定的过载能力。电源线和控制线应绞合起来,合程度50转/米,若传感器信号线需要延长,则应采用特制的密封电缆接线盒。若信号电缆线很长,应考虑采用带有中继放大器的电缆补偿电路。10、为了保证称重的精度,应对单只传感器底座的平面用水平仪调整水平。
(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。
计量器具校正贵州-检测单位外部干扰——电子设备或系统以外的因素对线路、设备或系统的影响。外部高电压、电源通过绝缘漏电而干扰电子线路、设备或系统。外部大功率的设备在空间产生很强的磁场,通过互感耦合干扰电子线路、设备或系统。空间电磁对电子线路或系统产生的干扰。工作环境温度不稳定,引起电子线路、设备或系统内部元器件参数改变造成的干扰。电磁干扰的传播途径1.当干扰源频率较高,且干扰信号波长比被干扰对象结构尺寸小,则干扰信号可认为是辐射场,以平面电磁波形式向外辐射电磁场能量,并进入被干扰对象的通路。
计量器具校正贵州-检测单位外部干扰——电子设备或系统以外的因素对线路、设备或系统的影响。外部高电压、电源通过绝缘漏电而干扰电子线路、设备或系统。外部大功率的设备在空间产生很强的磁场,通过互感耦合干扰电子线路、设备或系统。空间电磁对电子线路或系统产生的干扰。工作环境温度不稳定,引起电子线路、设备或系统内部元器件参数改变造成的干扰。电磁干扰的传播途径1.当干扰源频率较高,且干扰信号波长比被干扰对象结构尺寸小,则干扰信号可认为是辐射场,以平面电磁波形式向外辐射电磁场能量,并进入被干扰对象的通路。
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