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发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-18 10:38:48
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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。
实际使用中,仪器具体的环境,多少都会受到外部的温度变化或者其他干扰的影响。要确认 在实测环境下的测量精度,并且尽量选择不容易受到外部影响的产品。高可靠性 需要长时间连续信号测试,对可靠性和耐久性都有较高的要求。并且, 经常需要长时间放置在比较恶劣的环境中使用,较高的环境耐用性也是其可靠性的重要表现。可靠性还体现在记录数据的存储上,为确保测试结果的可靠性,要求 的记录数据能够安全有效地存储并且不易被篡改。
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。
实际使用中,仪器具体的环境,多少都会受到外部的温度变化或者其他干扰的影响。要确认 在实测环境下的测量精度,并且尽量选择不容易受到外部影响的产品。高可靠性 需要长时间连续信号测试,对可靠性和耐久性都有较高的要求。并且, 经常需要长时间放置在比较恶劣的环境中使用,较高的环境耐用性也是其可靠性的重要表现。可靠性还体现在记录数据的存储上,为确保测试结果的可靠性,要求 的记录数据能够安全有效地存储并且不易被篡改。
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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压力传感器属于压力仪表的一种,生产出来一般都要进行检测,有些客户拿到压力传感器时也习惯自己检测一下,但是客户一般没有系统的器件进行检测,一般都是用万用表进行简单检测。如何用万用表进行简单检测呢?万用表对压力传感器检测用万用表检测压力传感器只能进行简单的检测,检测结果也只供参考。大致可以进行三项检测,桥路的检测,主要检测传感器的电路是否正确,一般是惠斯通全桥电路,利用万用表的欧姆档,量输入端之间的阻抗、以及输出端之间的阻抗,这两个阻抗就是压力传感器的输入、输出阻抗。
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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压力传感器属于压力仪表的一种,生产出来一般都要进行检测,有些客户拿到压力传感器时也习惯自己检测一下,但是客户一般没有系统的器件进行检测,一般都是用万用表进行简单检测。如何用万用表进行简单检测呢?万用表对压力传感器检测用万用表检测压力传感器只能进行简单的检测,检测结果也只供参考。大致可以进行三项检测,桥路的检测,主要检测传感器的电路是否正确,一般是惠斯通全桥电路,利用万用表的欧姆档,量输入端之间的阻抗、以及输出端之间的阻抗,这两个阻抗就是压力传感器的输入、输出阻抗。
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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但对于电源模块的可靠性来说,完这些还是远远不够的,还有两个方面是需要深挖测试的,那就是高低温性能和降额设计。高低温性能一般在不同的使用领域,对电源模块的工作温度范围要求各异:高低温测试是用来确定产品在低温、高温两个极端气候环境条件下的适应性和一致性,检查设计余量是否足够。因为元器件的特性在低温、高温的条件下会发生一定的变化,性能参数具有温度漂移特性。所以往往很多电源模块在常温测试通过,一旦拿到高低温环境测试就发现工作不正常或者性能参数明显下降。
但对于电源模块的可靠性来说,完这些还是远远不够的,还有两个方面是需要深挖测试的,那就是高低温性能和降额设计。高低温性能一般在不同的使用领域,对电源模块的工作温度范围要求各异:高低温测试是用来确定产品在低温、高温两个极端气候环境条件下的适应性和一致性,检查设计余量是否足够。因为元器件的特性在低温、高温的条件下会发生一定的变化,性能参数具有温度漂移特性。所以往往很多电源模块在常温测试通过,一旦拿到高低温环境测试就发现工作不正常或者性能参数明显下降。
(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。
仪器外校陕西-电话,一个反激式电源可分别从一个48V输入产生两个1A的12V输出,如的简化模型所示。理想的二极管模型具有零正向压降,电阻可忽略不计。变压器绕组电阻可忽略不计,只有与变压器引线串联的寄生电感才能建模。这些电感是变压器内的漏电感,以及印刷电路板(PCB)印制线和二极管内的寄生电感。当设置这些电感时,两个输出相互跟踪,因为当二极管在关周期的1-D部分导通时,变压器的全耦合会促使两个输出相等。该反激式简化模型模拟了漏电感对输出电压调节的影响。
仪器外校陕西-电话,一个反激式电源可分别从一个48V输入产生两个1A的12V输出,如的简化模型所示。理想的二极管模型具有零正向压降,电阻可忽略不计。变压器绕组电阻可忽略不计,只有与变压器引线串联的寄生电感才能建模。这些电感是变压器内的漏电感,以及印刷电路板(PCB)印制线和二极管内的寄生电感。当设置这些电感时,两个输出相互跟踪,因为当二极管在关周期的1-D部分导通时,变压器的全耦合会促使两个输出相等。该反激式简化模型模拟了漏电感对输出电压调节的影响。