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量器具校验南通-检测单位
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-09 20:52:57
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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。
测试准备使用仪器2.测试原理音频信号感应法用音频信号发生器向电缆中注入一特定频率的音频电流信号,该电流信号在电缆周围就会产生音频磁场,通过传感器线圈接收这一特定频率的音频磁场,经磁声或磁电转换为人们容易识别的声音信号或其它可视信号,即可探测出电缆的路径。测试方法一:直连法所示的是通过相和金属护层之间注入信号的接线方式,其他的还有通过金属护层和大地之间、相和大地之间等几种注入信号的接线方式。
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。
测试准备使用仪器2.测试原理音频信号感应法用音频信号发生器向电缆中注入一特定频率的音频电流信号,该电流信号在电缆周围就会产生音频磁场,通过传感器线圈接收这一特定频率的音频磁场,经磁声或磁电转换为人们容易识别的声音信号或其它可视信号,即可探测出电缆的路径。测试方法一:直连法所示的是通过相和金属护层之间注入信号的接线方式,其他的还有通过金属护层和大地之间、相和大地之间等几种注入信号的接线方式。
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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传统的微功率电源模块采用自激推挽拓扑的电路,效率、容性负载、启动能力等各项性能之间的相互制约,如表1所示:启动能力与容性负载能力相互加强作用,而与电源转换效率是相互制约的,启动能力强则电源转换效率低。难以均衡、难以采用常规技术突破,导致成本高、性价比低;同时该拓扑结构电路是无异常工况保护功能,在电路出现异常工作状态时,会导致电源模块损坏,甚至导致灾难性的后果,而且行业内的微功率电源模块有如下三道难题:表1各性能相互制约表难题一:输出短路保护与输出特性市面上支持短路保护的电源主要采用两种方案,但均存在较大的缺陷:行业内比较常用的方法是利用变压器绕组分离的技术实现长期输出短路保护功能,但采用这种方式带来的后果是大大减低了产品的转换效率、纹波噪声较大并且提高了成本;采用自主磁芯专利技术实现可持续短路保护,但为避免短路时,后端重载会导致模块损坏,因此输出容性负载能力差。
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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传统的微功率电源模块采用自激推挽拓扑的电路,效率、容性负载、启动能力等各项性能之间的相互制约,如表1所示:启动能力与容性负载能力相互加强作用,而与电源转换效率是相互制约的,启动能力强则电源转换效率低。难以均衡、难以采用常规技术突破,导致成本高、性价比低;同时该拓扑结构电路是无异常工况保护功能,在电路出现异常工作状态时,会导致电源模块损坏,甚至导致灾难性的后果,而且行业内的微功率电源模块有如下三道难题:表1各性能相互制约表难题一:输出短路保护与输出特性市面上支持短路保护的电源主要采用两种方案,但均存在较大的缺陷:行业内比较常用的方法是利用变压器绕组分离的技术实现长期输出短路保护功能,但采用这种方式带来的后果是大大减低了产品的转换效率、纹波噪声较大并且提高了成本;采用自主磁芯专利技术实现可持续短路保护,但为避免短路时,后端重载会导致模块损坏,因此输出容性负载能力差。
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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电表主要是用来测量电能的;采集器主要有三个功能:采集电表数据(如峰、谷、平不同时段的数据)、保存、通过电力载波响应集中器的命令上传数据或向电表下传执行命令(如电表有可以切断用户用电的功能)。集中器主要将收集的信息进行存储并且和主站管理中心通信。图1远程电表抄表系统框架集中器设计集中器通常一个变台区一个,装在变压器附近,如配电室。工作的环境较恶劣,这对集中器硬件的可靠性和稳定性有一定要求,要符合工业级要求。
电表主要是用来测量电能的;采集器主要有三个功能:采集电表数据(如峰、谷、平不同时段的数据)、保存、通过电力载波响应集中器的命令上传数据或向电表下传执行命令(如电表有可以切断用户用电的功能)。集中器主要将收集的信息进行存储并且和主站管理中心通信。图1远程电表抄表系统框架集中器设计集中器通常一个变台区一个,装在变压器附近,如配电室。工作的环境较恶劣,这对集中器硬件的可靠性和稳定性有一定要求,要符合工业级要求。
(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。
量器具校验南通-检测单位“线性”也是PCB设计接收器时的一个重要考虑因素。由于接收器是窄频电路,所以非线性是以测量“交调失真”来统计的。这牵涉到利用两个频率相近,并位于中心频带内(inband)的正弦波或余弦波来驱动输入信号,然后再测量其交互调变的乘积。大体而言,SPICE是一种耗时耗成本的软件,因为它必须执行许多次的循环运算以后,才能得到所需要的频率分辨率,以了解失真的情形。
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