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发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-01 14:24:43
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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。
时间相关项的测量小结:有一些特殊的波形(如正弦波)会出现Vtop和Vbase求解失败(概率少于5%),此时会使用Vmax与Vmin作为新的顶部值与底部值,并且会在Vtop和Vbase的值后面,追加?号显示来表示异常,如所示。顶部值、底部值与值,值相同测量与统计算法分析测量与统计的原理很简单。先要理解一个概念,同一个测量项在同一次测量中可能会遇到多次,如周期,一段波形可能有N个周期。这样就出现了新的问题,周期的测量结果对应波形的哪个周期?为了解决这种不对应的问题,并让测量结果更具有意义,我们采用了统计学中的6种值来描述测量结果,分别如下:当前值(Current):表示个测量值,对应中的位置。
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。
时间相关项的测量小结:有一些特殊的波形(如正弦波)会出现Vtop和Vbase求解失败(概率少于5%),此时会使用Vmax与Vmin作为新的顶部值与底部值,并且会在Vtop和Vbase的值后面,追加?号显示来表示异常,如所示。顶部值、底部值与值,值相同测量与统计算法分析测量与统计的原理很简单。先要理解一个概念,同一个测量项在同一次测量中可能会遇到多次,如周期,一段波形可能有N个周期。这样就出现了新的问题,周期的测量结果对应波形的哪个周期?为了解决这种不对应的问题,并让测量结果更具有意义,我们采用了统计学中的6种值来描述测量结果,分别如下:当前值(Current):表示个测量值,对应中的位置。
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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另外,由于相位测量电路通常采用过零检测法,而交流电零点附近不可避免会有一定的毛,相位测量精度较低。在低功率因数下的功率测量准确度亦较低。模拟乘法器法采用模拟乘法器获取电压、电流的乘积,得到瞬时功率,再用固定的时间对瞬时功率进行积分,即可获得瞬时功率的平均值,也就是有功功率。该方法适用任意波形电量的有功功率测量。功率分析仪的测量基本原理以功率分析仪PA8000为例,测量的基本原理如下:功率分析仪采样电流和电压信号功率分析仪的每个测量通道,对输入的电流或者电压信号进行采样,对采样得到的数据按照特定公式计算得到结果。
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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另外,由于相位测量电路通常采用过零检测法,而交流电零点附近不可避免会有一定的毛,相位测量精度较低。在低功率因数下的功率测量准确度亦较低。模拟乘法器法采用模拟乘法器获取电压、电流的乘积,得到瞬时功率,再用固定的时间对瞬时功率进行积分,即可获得瞬时功率的平均值,也就是有功功率。该方法适用任意波形电量的有功功率测量。功率分析仪的测量基本原理以功率分析仪PA8000为例,测量的基本原理如下:功率分析仪采样电流和电压信号功率分析仪的每个测量通道,对输入的电流或者电压信号进行采样,对采样得到的数据按照特定公式计算得到结果。
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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生命孕育的过程往往复杂而又状况百出,虽说通过加强对准的关照和护理能够在一定程度上确保胎儿的健康和安全,但仍然会有疏漏的地方。为此通常需要借助外部仪器对胎儿发育状况进行检测,其中胎心作为 早有的功能器,能够传递出与胎儿健康状况相关的重要信息。在使用传统听诊器进行人工胎儿心率检测时往往计数不准,而带数字显示功能的超声波多普勒胎儿监护仪又价格昂贵,仅方便使用,很难满足日常需求。随着传感器技术应用和发展,一种基于MEMS加速度传感器的无创胎心检测方法被提出来。
生命孕育的过程往往复杂而又状况百出,虽说通过加强对准的关照和护理能够在一定程度上确保胎儿的健康和安全,但仍然会有疏漏的地方。为此通常需要借助外部仪器对胎儿发育状况进行检测,其中胎心作为 早有的功能器,能够传递出与胎儿健康状况相关的重要信息。在使用传统听诊器进行人工胎儿心率检测时往往计数不准,而带数字显示功能的超声波多普勒胎儿监护仪又价格昂贵,仅方便使用,很难满足日常需求。随着传感器技术应用和发展,一种基于MEMS加速度传感器的无创胎心检测方法被提出来。
(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。
测试仪表校正 -认证中心本文讨论各种集成PGIA及其优势。文中还会讨论相关限制,以及为满足特定要求而构建分立PGIA时应遵循的指导原则。数据采集系统(DAQ)在许多行业应用广泛,研究、分析、设计验证、和测试等。这些系统与各种传感器接口,从而给前端设计带来挑战。必须考虑不同传感器的灵敏度,,系统可能需要连接输出为10mV和灵敏度为微伏以下的负载传感器,同时还要连接针对10V输出而预调理的传感器。只有一个增益时,系统需要具有非常高的分辨率来检测两个输入。
测试仪表校正 -认证中心本文讨论各种集成PGIA及其优势。文中还会讨论相关限制,以及为满足特定要求而构建分立PGIA时应遵循的指导原则。数据采集系统(DAQ)在许多行业应用广泛,研究、分析、设计验证、和测试等。这些系统与各种传感器接口,从而给前端设计带来挑战。必须考虑不同传感器的灵敏度,,系统可能需要连接输出为10mV和灵敏度为微伏以下的负载传感器,同时还要连接针对10V输出而预调理的传感器。只有一个增益时,系统需要具有非常高的分辨率来检测两个输入。
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