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轻工实验室绵阳-CNAS检测机构
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-18 23:20:56
轻工实验室绵阳-CNAS检测机构轻工实验室绵阳-CNAS检测机构
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。
一般把从连续信号到离散信号的过程叫采样(sampling)。连续信号必须经过采样和量化才能被计算机,采样是数字示波器作波形运算和分析的基础。通过测量等时间间隔波形的电压幅值,并把该电压转化为用八位二进制代码表示的数字信息,这就是数字存储示波器的采样。采样电压之间的时间间隔越小,那么重建出来的波形就越接近原始信号。采样率(samplingrate)就是采样时间间隔。比如,如果示波器的采样率是每秒10G次(10GSa/s),则意味着每100ps进行一次采样。
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。
一般把从连续信号到离散信号的过程叫采样(sampling)。连续信号必须经过采样和量化才能被计算机,采样是数字示波器作波形运算和分析的基础。通过测量等时间间隔波形的电压幅值,并把该电压转化为用八位二进制代码表示的数字信息,这就是数字存储示波器的采样。采样电压之间的时间间隔越小,那么重建出来的波形就越接近原始信号。采样率(samplingrate)就是采样时间间隔。比如,如果示波器的采样率是每秒10G次(10GSa/s),则意味着每100ps进行一次采样。
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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第三级别主要由供电模块自身硬件电路完成。2接驳盒节点电量测量模块观测网络电源模块的电压是标准的5V、12V、24V,即整个监控系统的输出电压范围为5V~12V,可以利用电量隔离传感器进行电压的隔离和变换,取得与被测电压成正比的0~5V信号电压,经过A/D转换由采集模块接收,然后通过传输模块传送给监控中心。观测网络电能管理系统中,采用直流供电技术进行对接驳盒内部各种设备的供电。为了实现采集信号和低压数据采集系统的完全隔离,提高系统的抗干扰能力和可靠性,系统采用WBV121G07电压隔离传感器进行供电设备直流电压的检测,该电压隔离传感器采用线性光电隔离原理,对电压信号进行实时测量,经隔离转换成跟踪输入信号的、有一定隔离能力的标准跟踪电压。
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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第三级别主要由供电模块自身硬件电路完成。2接驳盒节点电量测量模块观测网络电源模块的电压是标准的5V、12V、24V,即整个监控系统的输出电压范围为5V~12V,可以利用电量隔离传感器进行电压的隔离和变换,取得与被测电压成正比的0~5V信号电压,经过A/D转换由采集模块接收,然后通过传输模块传送给监控中心。观测网络电能管理系统中,采用直流供电技术进行对接驳盒内部各种设备的供电。为了实现采集信号和低压数据采集系统的完全隔离,提高系统的抗干扰能力和可靠性,系统采用WBV121G07电压隔离传感器进行供电设备直流电压的检测,该电压隔离传感器采用线性光电隔离原理,对电压信号进行实时测量,经隔离转换成跟踪输入信号的、有一定隔离能力的标准跟踪电压。
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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对于产品标准中引用标准的变更,实验室更应关注,以免采用作废标准展检验而造成检验结果的误判和可能带来的检验风险。乱用CNAS、CMCAL标识很多实验室通过了CNAS认可,也通过了实验室 认定,而这两个认可不在同一时间进行认可,当申请扩项或标准变更时,往往是一个通过了,而另一个还要过段时间才认可。有部分实验室尤其是部分中小实验室,取得能力范围以CMA和CAL为主,CNAS的能力范围很小,而检验报告的封面一般是将几个检测标识均直接印在封面上,这使得实验室误用标识。
对于产品标准中引用标准的变更,实验室更应关注,以免采用作废标准展检验而造成检验结果的误判和可能带来的检验风险。乱用CNAS、CMCAL标识很多实验室通过了CNAS认可,也通过了实验室 认定,而这两个认可不在同一时间进行认可,当申请扩项或标准变更时,往往是一个通过了,而另一个还要过段时间才认可。有部分实验室尤其是部分中小实验室,取得能力范围以CMA和CAL为主,CNAS的能力范围很小,而检验报告的封面一般是将几个检测标识均直接印在封面上,这使得实验室误用标识。
(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。
轻工实验室绵阳-CNAS检测机构HIOKI的PW61功率分析仪是以将这些要求通过1台仪器实现所设计出来的。DC端和PWM端可同时测量 多6ch的电压电流输入,并拥有2MHz的测量带宽,通过5MHz、18bit的A/D转换器以高速高分辨率进行采样。而且还有扭矩和转速信号输入。这些都可以以 1ms的速度完全同步时序测量,实时计算损耗和效率。电流输入具备有 适于高精度电流传感器的输入和传感器供电能力,因为要接受高精度扭矩传感器的信号因此扭矩信号以频率接收。
轻工实验室绵阳-CNAS检测机构HIOKI的PW61功率分析仪是以将这些要求通过1台仪器实现所设计出来的。DC端和PWM端可同时测量 多6ch的电压电流输入,并拥有2MHz的测量带宽,通过5MHz、18bit的A/D转换器以高速高分辨率进行采样。而且还有扭矩和转速信号输入。这些都可以以 1ms的速度完全同步时序测量,实时计算损耗和效率。电流输入具备有 适于高精度电流传感器的输入和传感器供电能力,因为要接受高精度扭矩传感器的信号因此扭矩信号以频率接收。