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测试设备校准黄山-认证单位
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-03 04:47:43
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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。
当今的设计对为其上电的系统提出了更高的要求。您可能会发现,很多的设计问题是由电源系统引起的。为进一步提升您的电源使用技能,本期在期的基础上又增加了四种技巧。技巧1为低功耗设备供电很多设备都是为使用低电压、低电流而设计的。如果功率过高,这些低功率设备很容易受到损坏。避免电源损坏的方法是使用专为低功率应用而设计的电源。对于更高功率的电源,即便其的OCP(过流保护)值也可能还是不够低。就以 的120W台式电源为例,它的OCP值也是限制到100mA或更高。
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。
当今的设计对为其上电的系统提出了更高的要求。您可能会发现,很多的设计问题是由电源系统引起的。为进一步提升您的电源使用技能,本期在期的基础上又增加了四种技巧。技巧1为低功耗设备供电很多设备都是为使用低电压、低电流而设计的。如果功率过高,这些低功率设备很容易受到损坏。避免电源损坏的方法是使用专为低功率应用而设计的电源。对于更高功率的电源,即便其的OCP(过流保护)值也可能还是不够低。就以 的120W台式电源为例,它的OCP值也是限制到100mA或更高。
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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光纤的主要材料是石英玻璃,与金属传感器相比具有更大的耐久性,而且光纤本身也具有结构简单、体积小、质量轻、耗能少等优势;4)抗干扰:光纤是非金属、绝缘材料,避免了电磁、雷电等干扰,况且电磁干扰噪声的频率与光频相比很低,对光波无干扰。此外,光波易于屏蔽,外界光的干扰也很难进入光纤。分布式光纤应变传感技术根据探测光输出方式、信号光检测方法以及探测原理的不同分门别类形成了各种基于分布式光纤传感的应变探测技术,在应变测量精度、测量距离、空间分辨率以及数据刷新速度等方面各具优势。
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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光纤的主要材料是石英玻璃,与金属传感器相比具有更大的耐久性,而且光纤本身也具有结构简单、体积小、质量轻、耗能少等优势;4)抗干扰:光纤是非金属、绝缘材料,避免了电磁、雷电等干扰,况且电磁干扰噪声的频率与光频相比很低,对光波无干扰。此外,光波易于屏蔽,外界光的干扰也很难进入光纤。分布式光纤应变传感技术根据探测光输出方式、信号光检测方法以及探测原理的不同分门别类形成了各种基于分布式光纤传感的应变探测技术,在应变测量精度、测量距离、空间分辨率以及数据刷新速度等方面各具优势。
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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光纤光栅传感器在这一领域中的应用主要是在岩石变形、垂直震波的检测以及作为地形检波器和光学地震仪使用等方面。活动区的应变通常包含静态和动态两种,静态应变(包括由火山产生的静态变形等)一般都于与地质变形源很近的距离,而以震源的震波为代表的动态应变则能够在与震源较远的地球周边环境中检测到。为了得到相当准确的震源或火山源的位置,更好地描述源区的几何形状和演变情况,需要使用密集排列的应力-应变测量仪。光纤光栅传感器是能实现远距离和密集排列复用传感的宽带、高网络化传感器,符合地震检测等的要求,因此它在地球动力学领域中无疑具有较大的潜在用途。
光纤光栅传感器在这一领域中的应用主要是在岩石变形、垂直震波的检测以及作为地形检波器和光学地震仪使用等方面。活动区的应变通常包含静态和动态两种,静态应变(包括由火山产生的静态变形等)一般都于与地质变形源很近的距离,而以震源的震波为代表的动态应变则能够在与震源较远的地球周边环境中检测到。为了得到相当准确的震源或火山源的位置,更好地描述源区的几何形状和演变情况,需要使用密集排列的应力-应变测量仪。光纤光栅传感器是能实现远距离和密集排列复用传感的宽带、高网络化传感器,符合地震检测等的要求,因此它在地球动力学领域中无疑具有较大的潜在用途。
(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。
测试设备校准黄山-认证单位IoTCloudPlatform:无联网云DeviceSensors/Actuators:设备传感器/执行器NetworkGateway:网关Applications:应用各元素有其自身特定的硬件和软件要求:简化的物联网视图当今物联网的简化视图如所示。左边是物联网中 显而易见的“联接的”设备。
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