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仪器计量榆林-CNAS认证机构
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-08 05:24:31
仪器计量榆林-CNAS认证机构仪器计量榆林-CNAS认证机构
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。
关机泄漏电流与待机功耗以IT6412电池供给此模块使用的4.8V,在模块保持关机未机时量测其电流值,可发现此时模块的泄漏电流为247uA。由于心率计为模块式,所以打关即进入工作模式,故未有待机功耗问题。如为穿戴式装置在机后会处于待机模式(未启任何功能),此时量测到的电流值即待机电流。工作电流与功耗将心率计模块启后即进入工作模式。此时可由IT6412电源器上的高分辨率电流表看出平均工作电流约为134mA。
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。
关机泄漏电流与待机功耗以IT6412电池供给此模块使用的4.8V,在模块保持关机未机时量测其电流值,可发现此时模块的泄漏电流为247uA。由于心率计为模块式,所以打关即进入工作模式,故未有待机功耗问题。如为穿戴式装置在机后会处于待机模式(未启任何功能),此时量测到的电流值即待机电流。工作电流与功耗将心率计模块启后即进入工作模式。此时可由IT6412电源器上的高分辨率电流表看出平均工作电流约为134mA。
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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老化测试一般的老化测试时对部分仪器仪表进行长时间通电运行,并测量其平均无故障工作时间,分析总结这些仪器仪表的故障特点,找出它们的共性问题加以解决。环境试验环境试验一般根据仪器仪表的工作环境而确定具体的试验内容,并按照 规定的方法进行试验。环境试验一般只对小部分产品进行,常见的环境试验内容和方法如下:。温度试验用以检查温度环境对仪器仪表的影响,确定仪器仪表在高温和低温条件下工作和储存的适应性,它包括高温和低温负荷试验、高温和低温储存试验。
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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老化测试一般的老化测试时对部分仪器仪表进行长时间通电运行,并测量其平均无故障工作时间,分析总结这些仪器仪表的故障特点,找出它们的共性问题加以解决。环境试验环境试验一般根据仪器仪表的工作环境而确定具体的试验内容,并按照 规定的方法进行试验。环境试验一般只对小部分产品进行,常见的环境试验内容和方法如下:。温度试验用以检查温度环境对仪器仪表的影响,确定仪器仪表在高温和低温条件下工作和储存的适应性,它包括高温和低温负荷试验、高温和低温储存试验。
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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屏蔽网络(屏蔽的电缆及元器件)能够显著减小进入到周围环境中而可能被拦截的电磁能辐射等级。不同干扰场的屏蔽选择干扰场主要有电磁干扰及射频干扰两种。电磁干扰(EMI)主要是低频干扰,马达、荧光灯以及电源线是通常的电磁干扰源。射频干扰(RFI)是指无线频率干扰,主要是高频干扰。无线电、电视转播、雷达及其他无线通讯是通常的射频干扰源。对于抵抗电磁干扰,选择编织屏蔽 为有效,因其具有较低的临界电阻;对于射频干扰,箔层屏蔽 有效,因编织屏蔽依赖于波长的变化,它所产生的缝隙使得高频信号可自由进出导体;而对于高低频混合的干扰场,则要采用具有宽带覆盖功能的箔层加编织网的组合屏蔽方式。
屏蔽网络(屏蔽的电缆及元器件)能够显著减小进入到周围环境中而可能被拦截的电磁能辐射等级。不同干扰场的屏蔽选择干扰场主要有电磁干扰及射频干扰两种。电磁干扰(EMI)主要是低频干扰,马达、荧光灯以及电源线是通常的电磁干扰源。射频干扰(RFI)是指无线频率干扰,主要是高频干扰。无线电、电视转播、雷达及其他无线通讯是通常的射频干扰源。对于抵抗电磁干扰,选择编织屏蔽 为有效,因其具有较低的临界电阻;对于射频干扰,箔层屏蔽 有效,因编织屏蔽依赖于波长的变化,它所产生的缝隙使得高频信号可自由进出导体;而对于高低频混合的干扰场,则要采用具有宽带覆盖功能的箔层加编织网的组合屏蔽方式。
(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。
仪器计量榆林-CNAS认证机构稳定性传感器使用一段时间后,其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外,主要是传感器的使用环境。要使传感器具有良好的稳定性,传感器必须要有较强的环境适应能力。在选择传感器之前,应对其使用环境进行 ,并根据具体的使用环境选择合适的传感器,或采取适当的措施,减小环境的影响传感器的稳定性有定量指标,在超过使用期后,在使用前应重新进行标定,以确定传感器的性能是否发生变化。
仪器计量榆林-CNAS认证机构稳定性传感器使用一段时间后,其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外,主要是传感器的使用环境。要使传感器具有良好的稳定性,传感器必须要有较强的环境适应能力。在选择传感器之前,应对其使用环境进行 ,并根据具体的使用环境选择合适的传感器,或采取适当的措施,减小环境的影响传感器的稳定性有定量指标,在超过使用期后,在使用前应重新进行标定,以确定传感器的性能是否发生变化。