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计量器具外校阳江-审厂
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-20 06:32:05
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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。
为了同时实现多通道和高速采集,横河SMARTDAC+系列采集器采用了各模块独立A/D的硬件设计,各模块间的数据采集并行,而主机CPU负责所有通道的数据保存和上位通信,从而可以保证5ms*1ch的系统性能。灵活的信号输入在研究和设计发领域使用的 ,需要根据实验目的记录从传感器或者从电压/电流源得到的信号。因此需要对应各种温度传感器和电压量程。可拆卸端子另外,多点测试有大量接线的工作,为了提高接线的作业效率,可以选择端子可拆卸的产品。
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。
为了同时实现多通道和高速采集,横河SMARTDAC+系列采集器采用了各模块独立A/D的硬件设计,各模块间的数据采集并行,而主机CPU负责所有通道的数据保存和上位通信,从而可以保证5ms*1ch的系统性能。灵活的信号输入在研究和设计发领域使用的 ,需要根据实验目的记录从传感器或者从电压/电流源得到的信号。因此需要对应各种温度传感器和电压量程。可拆卸端子另外,多点测试有大量接线的工作,为了提高接线的作业效率,可以选择端子可拆卸的产品。
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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此方案主要是利用变压器产生负电压在通过线性稳压器795进行稳压。电源模块输出负电压由于电子元件工艺技术越来越好,能量损耗越来越低,这样一来越来越有利于电源的模块化发展。而且在设计上也能到小型化,轻型化设计。非隔离负压输出负电压非隔离稳压输出模块非隔离模块的正输出与负输出接法如所示,此电源模块应用与常用的LM785类似,而且不需要散热片。如上图,我们需要正负电压给运放等供电时,只需要两个ZY78xxS-5电源即可实现。
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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此方案主要是利用变压器产生负电压在通过线性稳压器795进行稳压。电源模块输出负电压由于电子元件工艺技术越来越好,能量损耗越来越低,这样一来越来越有利于电源的模块化发展。而且在设计上也能到小型化,轻型化设计。非隔离负压输出负电压非隔离稳压输出模块非隔离模块的正输出与负输出接法如所示,此电源模块应用与常用的LM785类似,而且不需要散热片。如上图,我们需要正负电压给运放等供电时,只需要两个ZY78xxS-5电源即可实现。
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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慢慢调高电源电压,听到功率继电器吸合声时,记下该吸合电压和吸合电流。为求准确,可以试多几次而求平均值。测量释放电压和释放电流也是像上述那样连接测试,当功率继电器发生吸合后,再逐渐降低供电电压,当听到功率继电器再次发生释放声音时,记下此时的电压和电流,亦可尝试多几次而取得平均的释放电压和释放电流。选用一般情况下五个步骤,功率继电器的释放电压约在吸合电压的10~50%,如果释放电压太小(小于1/10的吸合电压),则不能正常使用了,这样会对电路的稳定性造成威胁,选用工作不可靠。
慢慢调高电源电压,听到功率继电器吸合声时,记下该吸合电压和吸合电流。为求准确,可以试多几次而求平均值。测量释放电压和释放电流也是像上述那样连接测试,当功率继电器发生吸合后,再逐渐降低供电电压,当听到功率继电器再次发生释放声音时,记下此时的电压和电流,亦可尝试多几次而取得平均的释放电压和释放电流。选用一般情况下五个步骤,功率继电器的释放电压约在吸合电压的10~50%,如果释放电压太小(小于1/10的吸合电压),则不能正常使用了,这样会对电路的稳定性造成威胁,选用工作不可靠。
(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。
计量器具外校阳江-审厂如果采用传统的单机测试方式,就存在各种工况转换的衔接过程,难以进行与测试,这样的衔接过程往往是系统容易产生故障的环节。正因如此,就需要一个软硬件结合的电源自动化测试系统来完成对航天电源系统性能的测试。传统的电源测试系统由于通用性低,价格昂贵且难于操作维护,已经不能满足日益发展的航天电源系统的测试需求,需要有一套可以同时具有高灵活度、高度、高性价比、高可操作性等特点于一身的电源测试系统来适应行业的发展,这样的系统是测试航天电源比较理想的选择方案,在航天电源测试评估领域也有广泛的应用前景。
计量器具外校阳江-审厂如果采用传统的单机测试方式,就存在各种工况转换的衔接过程,难以进行与测试,这样的衔接过程往往是系统容易产生故障的环节。正因如此,就需要一个软硬件结合的电源自动化测试系统来完成对航天电源系统性能的测试。传统的电源测试系统由于通用性低,价格昂贵且难于操作维护,已经不能满足日益发展的航天电源系统的测试需求,需要有一套可以同时具有高灵活度、高度、高性价比、高可操作性等特点于一身的电源测试系统来适应行业的发展,这样的系统是测试航天电源比较理想的选择方案,在航天电源测试评估领域也有广泛的应用前景。