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工程类实验室汉中-审厂
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-19 10:37:54
工程类实验室汉中-审厂工程类实验室汉中-审厂
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。
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%。
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。
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%。
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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目前许多场合采用这种测试方法,但是其非常危险,因为示波器通道与地,通道与通道之间都是不隔离的,所以测试时,示波器裸露在外的所有金属端口,都是带电的。使用差分探头测试使用差分探头测试是目前比较规范的一种方法,通过探头处进行隔离,避免了输入输出共地的情况。但是差分探头也有局限性,首先由于测试通道较多,且探头属于易损配件,使用差分探头会增大成本。其次,在一些场合中,测试点往往是较小的孔脚,差分探头往往是较大的夹环,实际中很难测试,从而导致许多工程师使用剪掉示波器供电插头地脚的方法进行测试。
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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目前许多场合采用这种测试方法,但是其非常危险,因为示波器通道与地,通道与通道之间都是不隔离的,所以测试时,示波器裸露在外的所有金属端口,都是带电的。使用差分探头测试使用差分探头测试是目前比较规范的一种方法,通过探头处进行隔离,避免了输入输出共地的情况。但是差分探头也有局限性,首先由于测试通道较多,且探头属于易损配件,使用差分探头会增大成本。其次,在一些场合中,测试点往往是较小的孔脚,差分探头往往是较大的夹环,实际中很难测试,从而导致许多工程师使用剪掉示波器供电插头地脚的方法进行测试。
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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周期性曲线周期性曲线是整个轴线长度上的重复周期误差。沿轴的俯仰保持不变,但幅度可能变化。导致周期性曲线的可能原因主要是机床方面的问题,如丝杠或传动系统故障、编码器问题或故障、长型门式机床轨道的轴线直线度。针对以上问题建议采用很小的采样点间隔在一个俯仰周期上再测量一次,确认俯仰误差。作为一项指导原则,如果你要检查的是机床某元件的周期性影响,可将采样间隔设为预期周期性俯仰的1/8,然后通过比较机床丝杠的螺距、齿条的齿距、编码器、器或球栅尺俯仰、长型门式轨道的支撑点之间的距离等来确认可能的误差来源。
周期性曲线周期性曲线是整个轴线长度上的重复周期误差。沿轴的俯仰保持不变,但幅度可能变化。导致周期性曲线的可能原因主要是机床方面的问题,如丝杠或传动系统故障、编码器问题或故障、长型门式机床轨道的轴线直线度。针对以上问题建议采用很小的采样点间隔在一个俯仰周期上再测量一次,确认俯仰误差。作为一项指导原则,如果你要检查的是机床某元件的周期性影响,可将采样间隔设为预期周期性俯仰的1/8,然后通过比较机床丝杠的螺距、齿条的齿距、编码器、器或球栅尺俯仰、长型门式轨道的支撑点之间的距离等来确认可能的误差来源。
(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。
工程类实验室汉中-审厂但由于该传感器信号发射器和供电电池必须与应变片一同固定在转轴上,所以就给带来了一定的难度,其测量时间受到蓄电池供电能力的影响,不适合长时间监测,且其信号在传输时易受测试环境温度、湿度、粘贴技术及粘贴剂的干扰,会对测量准确度造成影响。钢弦式轴功率测量原理及方法钢弦式船舶轴功率测量方法是另外一种重要的测量方法,钢弦通过卡环在被测轴上,当应力作用于被测轴上时,轴表面产生变形,就会拉紧或放松钢弦,从而钢弦自身频率发生变化,进而可以间接测得轴系扭矩。
工程类实验室汉中-审厂但由于该传感器信号发射器和供电电池必须与应变片一同固定在转轴上,所以就给带来了一定的难度,其测量时间受到蓄电池供电能力的影响,不适合长时间监测,且其信号在传输时易受测试环境温度、湿度、粘贴技术及粘贴剂的干扰,会对测量准确度造成影响。钢弦式轴功率测量原理及方法钢弦式船舶轴功率测量方法是另外一种重要的测量方法,钢弦通过卡环在被测轴上,当应力作用于被测轴上时,轴表面产生变形,就会拉紧或放松钢弦,从而钢弦自身频率发生变化,进而可以间接测得轴系扭矩。