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测试设备校正泰州-CNAS检测机构
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-08 14:53:07
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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。
ACC系统结构是一种智能化自动控制系统,是定速巡航控制系统的升级。其中,区别在于ACC以雷达、相机为传感器,持续扫描车辆前方道路,探测前方障碍物的距离、速度,同时结合驾驶员意图和自车运动状态,决策安全跟车距离和安全跟车速度。当与前车之间距离过小时,ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作,使车轮适当制动,使发动机的输出功率下降,使车辆与前方车辆始终保持安全距离。
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。
ACC系统结构是一种智能化自动控制系统,是定速巡航控制系统的升级。其中,区别在于ACC以雷达、相机为传感器,持续扫描车辆前方道路,探测前方障碍物的距离、速度,同时结合驾驶员意图和自车运动状态,决策安全跟车距离和安全跟车速度。当与前车之间距离过小时,ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作,使车轮适当制动,使发动机的输出功率下降,使车辆与前方车辆始终保持安全距离。
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。
测试设备校正泰州-CNAS检测机构
环境监测为环境保护科学的决策依据,是生态保护的基础。在野外地区或者不宜人工监测的区域布置WSN可以进行长期无人值守的不间断监测,为生态环境的保护和研究实时的数据。具体的应用包括:通过跟踪 鸟类等动物的栖息、觅食习惯进行濒危种群的研究;在河流沿线区域布置传感器节点,随时监测水位及水资源被污染的情况;在泥石流、滑坡等自然灾害容易发生的地区布置节点,可提前发出灾害预,及时采取相应抗灾措施;可在重点保护林区布置大量节点随时监控内部火险情况,一旦发现火情,可立刻发出报,并给出具体位置及当前火势的大小;可将节点布置在发生地震、水灾等灾害的地区、边远山区或偏僻野外地区,用于临时应急通信。
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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环境监测为环境保护科学的决策依据,是生态保护的基础。在野外地区或者不宜人工监测的区域布置WSN可以进行长期无人值守的不间断监测,为生态环境的保护和研究实时的数据。具体的应用包括:通过跟踪 鸟类等动物的栖息、觅食习惯进行濒危种群的研究;在河流沿线区域布置传感器节点,随时监测水位及水资源被污染的情况;在泥石流、滑坡等自然灾害容易发生的地区布置节点,可提前发出灾害预,及时采取相应抗灾措施;可在重点保护林区布置大量节点随时监控内部火险情况,一旦发现火情,可立刻发出报,并给出具体位置及当前火势的大小;可将节点布置在发生地震、水灾等灾害的地区、边远山区或偏僻野外地区,用于临时应急通信。
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。
测试设备校正泰州-CNAS检测机构
温度感应和张力测量电路便是利用精密放大器的应用实例。低输入偏置电流有时是必需的。光接收系统中的放大器就必须具有低偏置电压和低输入偏置电流。比如光电二极管的暗电流电流为pA量级,所以放大器必须具有更小的输入偏置电流。CMOS和JFET输入放大器是目前可用的具有输入偏置电流的运算放大器。因为我现在用的是光电池采集的系统,所以在使用中重点关心了偏置电压和电流。如果还有其他的需要,这时应该对其他参数也需要多考虑了。
温度感应和张力测量电路便是利用精密放大器的应用实例。低输入偏置电流有时是必需的。光接收系统中的放大器就必须具有低偏置电压和低输入偏置电流。比如光电二极管的暗电流电流为pA量级,所以放大器必须具有更小的输入偏置电流。CMOS和JFET输入放大器是目前可用的具有输入偏置电流的运算放大器。因为我现在用的是光电池采集的系统,所以在使用中重点关心了偏置电压和电流。如果还有其他的需要,这时应该对其他参数也需要多考虑了。
(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。
测试设备校正泰州-CNAS检测机构测试中间频率(nkHz~nMHz)信号探头电容1pF和示波器输入电容(屏蔽线电容+补偿电容+探头电容=9pF)实现1:1分压。高频无源探头(1MHZ以上)1:1高频无源探头等效电路特点:如上图所示,探头与示波器输入回路组成等效回路。这是个非常复杂的分压回路,要点是在全部带宽范围内,实现1:1稳定分压特性。适用对象:测试高频(1MHz以上)信号。注意事项:即使是同一品牌,型号不同的示波器输入等效回路也不尽相同,示波器初次使用前,需要对补偿电容进行调整。
测试设备校正泰州-CNAS检测机构测试中间频率(nkHz~nMHz)信号探头电容1pF和示波器输入电容(屏蔽线电容+补偿电容+探头电容=9pF)实现1:1分压。高频无源探头(1MHZ以上)1:1高频无源探头等效电路特点:如上图所示,探头与示波器输入回路组成等效回路。这是个非常复杂的分压回路,要点是在全部带宽范围内,实现1:1稳定分压特性。适用对象:测试高频(1MHz以上)信号。注意事项:即使是同一品牌,型号不同的示波器输入等效回路也不尽相同,示波器初次使用前,需要对补偿电容进行调整。