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轻工实验室广东-外校单位
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-17 17:32:46
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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。
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。
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,新能源的研究领域中,超级电容作为业界关注的新型储能器件,具备了可快速充放电的优点,又有电池的储能机理。超级电容测试及其应用是业内人士比较关注的话题。在这些应用中,超级电容器为系统单独所需的峰值功率电源或与电池一起在连续工作时稳流低功率电源,而在峰值负载时一个高功率脉冲。在这里,超级电容器减弱了用电器对电池峰值功率的要求,这样就可以大大延长电池的寿命,并减小了电池的整体尺寸。
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,新能源的研究领域中,超级电容作为业界关注的新型储能器件,具备了可快速充放电的优点,又有电池的储能机理。超级电容测试及其应用是业内人士比较关注的话题。在这些应用中,超级电容器为系统单独所需的峰值功率电源或与电池一起在连续工作时稳流低功率电源,而在峰值负载时一个高功率脉冲。在这里,超级电容器减弱了用电器对电池峰值功率的要求,这样就可以大大延长电池的寿命,并减小了电池的整体尺寸。
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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在电源行业,示波器是通用的测试仪器,但许多特色需求,比如电源测试要求通道隔离,有时通道数量需要8个以上,以及CAN通讯等,这些需求示波器都无法满足。对示波 来讲,这些需求都不是问题。隔离测试隔离测试是电源产品非常重要的诉求,一般示波器均是不隔离,若示波器地与非隔离电源的地直接相连,可能会造成电源烧毁,示波器炸机的情况。基于此问题,目前衍生出的解决方法大致有以下两类。剪除示波器供电插头地脚示波器不隔离的核心后果是造成测试时,输入输出共地造成短路,所以,若能剪除示波器供电电源插头的地脚,从而切断示波器与地的连接,就不会造成短路。
在电源行业,示波器是通用的测试仪器,但许多特色需求,比如电源测试要求通道隔离,有时通道数量需要8个以上,以及CAN通讯等,这些需求示波器都无法满足。对示波 来讲,这些需求都不是问题。隔离测试隔离测试是电源产品非常重要的诉求,一般示波器均是不隔离,若示波器地与非隔离电源的地直接相连,可能会造成电源烧毁,示波器炸机的情况。基于此问题,目前衍生出的解决方法大致有以下两类。剪除示波器供电插头地脚示波器不隔离的核心后果是造成测试时,输入输出共地造成短路,所以,若能剪除示波器供电电源插头的地脚,从而切断示波器与地的连接,就不会造成短路。
(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。
轻工实验室广东-外校单位牢靠性和仪表维护量是相反相成的,仪表牢靠性高说明仪表维护量小,反之仪表牢靠性差,仪表维护量就大。对付化工企业检测与进程控制仪表,大部门安顿在工艺管道、种种塔、釜、罐、器上。称重仪表在微型称重测力传感器中的稳定性在划定事情条件内,称重仪表某些性能随时间连结稳定的身手称为稳定性(度)。仪表稳定性是化工企业仪表工十分体恤的一天性能指标。由于化工企业应用仪表的环境相比较力恶劣,被丈量的介质温度、压力革新也相比较力大,在这种环境中投入仪表应用,仪表的某些部件随时间连结稳定的身手会消沉,仪表的稳定性会降落。
轻工实验室广东-外校单位牢靠性和仪表维护量是相反相成的,仪表牢靠性高说明仪表维护量小,反之仪表牢靠性差,仪表维护量就大。对付化工企业检测与进程控制仪表,大部门安顿在工艺管道、种种塔、釜、罐、器上。称重仪表在微型称重测力传感器中的稳定性在划定事情条件内,称重仪表某些性能随时间连结稳定的身手称为稳定性(度)。仪表稳定性是化工企业仪表工十分体恤的一天性能指标。由于化工企业应用仪表的环境相比较力恶劣,被丈量的介质温度、压力革新也相比较力大,在这种环境中投入仪表应用,仪表的某些部件随时间连结稳定的身手会消沉,仪表的稳定性会降落。
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