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检测设备校正常州-检测单位
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-10 07:49:08
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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。
测试了一路200MHz载波的线性调频脉冲信号,脉冲周期5us,脉宽1us,带宽50MHz,同时给出了时域波形、包络及频谱测试结果。测试过程中,还可以灵活调整Span和RBW以便观测包络谱或者线状谱,从而对信号进行更加细致的分析。多通道频谱分析示波器具有多个模拟通道,每个通道均可以SpectrumView功能,因此支持多通道频谱测试。在复杂调试过程中,可以实现对多点的波形和频谱监测。类似于MSO64的多通道时域波形显示方式,所的频谱既可以“堆栈(Stacked)”显示,也可以“重叠(Overlay)”显示。
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。
测试了一路200MHz载波的线性调频脉冲信号,脉冲周期5us,脉宽1us,带宽50MHz,同时给出了时域波形、包络及频谱测试结果。测试过程中,还可以灵活调整Span和RBW以便观测包络谱或者线状谱,从而对信号进行更加细致的分析。多通道频谱分析示波器具有多个模拟通道,每个通道均可以SpectrumView功能,因此支持多通道频谱测试。在复杂调试过程中,可以实现对多点的波形和频谱监测。类似于MSO64的多通道时域波形显示方式,所的频谱既可以“堆栈(Stacked)”显示,也可以“重叠(Overlay)”显示。
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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x1档结构模型当信号频率升高时,探头的容性负载效应就变得更加显著。x1档位输入电容通常为55±10pF,此时等同于在被测电路上加了一个低阻抗负载,在输入电容为50pF时,若测试10MHz的信号,根据容抗计算公式:Xc(Cp)=1/(2×π×f×C),此时容抗约为318Ω,且x1档时带宽较低,测试出的结果是不准确的。调整探头档位的原因下图是无源电压探头x10档的原理图,其中,Rp(9MΩ)和C1位于探头 内,调节补偿电容C3使得探头和示波器通道RC乘积相匹配,这样就能保证显示出来的波形正常,不会出现过补偿或欠补偿状况。
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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x1档结构模型当信号频率升高时,探头的容性负载效应就变得更加显著。x1档位输入电容通常为55±10pF,此时等同于在被测电路上加了一个低阻抗负载,在输入电容为50pF时,若测试10MHz的信号,根据容抗计算公式:Xc(Cp)=1/(2×π×f×C),此时容抗约为318Ω,且x1档时带宽较低,测试出的结果是不准确的。调整探头档位的原因下图是无源电压探头x10档的原理图,其中,Rp(9MΩ)和C1位于探头 内,调节补偿电容C3使得探头和示波器通道RC乘积相匹配,这样就能保证显示出来的波形正常,不会出现过补偿或欠补偿状况。
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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但在CAN总线的工业自动化应用中,由于设备的互通互联的需求越来越多,所以需要一个放的、标准化的高层协议:这个协议支持各种CAN厂商设备的互用性、互换性,能够实现在CAN网络中标准的、统一的系统通讯模式,设备功能描述方式,执行网络管理功能。其中包括:l应用层(Applicationlayer):为网络中每一个有效设备都能够一组有用的服务与协议。l通讯描述(Communicationprofile):配置设备、通讯数据的含义,定义数据通讯方式。
但在CAN总线的工业自动化应用中,由于设备的互通互联的需求越来越多,所以需要一个放的、标准化的高层协议:这个协议支持各种CAN厂商设备的互用性、互换性,能够实现在CAN网络中标准的、统一的系统通讯模式,设备功能描述方式,执行网络管理功能。其中包括:l应用层(Applicationlayer):为网络中每一个有效设备都能够一组有用的服务与协议。l通讯描述(Communicationprofile):配置设备、通讯数据的含义,定义数据通讯方式。
(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。
检测设备校正常州-检测单位无源晶振自身无法震荡,在工作时需要搭配外围电路。在一定条件下,石英晶片会产生压电效应:晶片两端的电场与机械形变会互相转化。当外加交变电压的频率与晶片的固有频率相等时,晶体产生的振动和电场强度,这称为压电谐振,类似与LC回路的谐振。图1石英晶体的电路符号、等效电路、电抗特性及外围电路图由于晶体为无源器件,其对外围电路的参数较为敏感,尤其为负载电容。根据晶体的手册,我们得知测试电路中有电容,此电容对晶体是否起振大有关联:CCg称作匹配电容,是接在晶振的两个脚上的对地电容,其作用就是调节负载电容使其与晶振的要求相一致,需要注意的是CCg串联后的总电容值才是有效的负载电容部分。
检测设备校正常州-检测单位无源晶振自身无法震荡,在工作时需要搭配外围电路。在一定条件下,石英晶片会产生压电效应:晶片两端的电场与机械形变会互相转化。当外加交变电压的频率与晶片的固有频率相等时,晶体产生的振动和电场强度,这称为压电谐振,类似与LC回路的谐振。图1石英晶体的电路符号、等效电路、电抗特性及外围电路图由于晶体为无源器件,其对外围电路的参数较为敏感,尤其为负载电容。根据晶体的手册,我们得知测试电路中有电容,此电容对晶体是否起振大有关联:CCg称作匹配电容,是接在晶振的两个脚上的对地电容,其作用就是调节负载电容使其与晶振的要求相一致,需要注意的是CCg串联后的总电容值才是有效的负载电容部分。