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测试仪表校正淮安-审厂
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-05 08:16:41
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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。
当选择一个可从单电源产生多输出的系统拓扑时,反激式电源是一个明智的选择。由于每个变压器绕组上的电压与该绕组中的匝数成比例,因此可以通过匝数来轻松设置每个输出电压。在理想情况下,如果调节其中一个输出电压,则所有其他输出将按照匝数进行缩放,并保持稳定。然而,在现实情况中,寄生元件会共同降低未调节输出的负载调整。在本电源小贴士中,我们将进一步探讨寄生电感的影响,以及如何使用同步整流代替二极管来大幅提高反激式电源的交叉调整率。
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。
当选择一个可从单电源产生多输出的系统拓扑时,反激式电源是一个明智的选择。由于每个变压器绕组上的电压与该绕组中的匝数成比例,因此可以通过匝数来轻松设置每个输出电压。在理想情况下,如果调节其中一个输出电压,则所有其他输出将按照匝数进行缩放,并保持稳定。然而,在现实情况中,寄生元件会共同降低未调节输出的负载调整。在本电源小贴士中,我们将进一步探讨寄生电感的影响,以及如何使用同步整流代替二极管来大幅提高反激式电源的交叉调整率。
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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升温速率的影响和选择升温速率不仅影响峰温的位置,而且影响峰面积的大小,一般来说,在较快的升温速率下峰面积变大,峰变尖锐。但是快的升温速率使试样偏离平衡条件的程度也大,因而易使基线漂移。更主要的可能导致相邻两个峰重叠,分辨力下降。较慢的升温速率,基线漂移小,使体系接近平衡条件,得到宽而浅的峰,也能使相邻两峰更好地分离,因而分辨力高。但测定时间,需要仪器的灵敏度高。一般情况下选择8度min-1~12度min-1为宜。
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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升温速率的影响和选择升温速率不仅影响峰温的位置,而且影响峰面积的大小,一般来说,在较快的升温速率下峰面积变大,峰变尖锐。但是快的升温速率使试样偏离平衡条件的程度也大,因而易使基线漂移。更主要的可能导致相邻两个峰重叠,分辨力下降。较慢的升温速率,基线漂移小,使体系接近平衡条件,得到宽而浅的峰,也能使相邻两峰更好地分离,因而分辨力高。但测定时间,需要仪器的灵敏度高。一般情况下选择8度min-1~12度min-1为宜。
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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Pt100RTD概述Pt100RTD是一种铂质RTD传感器,可在很宽的温度范围内卓越的性能。铂是一种贵金属,作为常用的RTD材料具有的电阻率,能实现小尺寸的传感器。由铂制成的RTD传感器有时被称为铂电阻温度计或PRT。Pt100RTD在0℃时阻抗为100Ω,每1℃的温度变化大约会引起0.385Ω的电阻变化。当处于可用温度范围的极 ,电 Ω(在850℃时)。
Pt100RTD概述Pt100RTD是一种铂质RTD传感器,可在很宽的温度范围内卓越的性能。铂是一种贵金属,作为常用的RTD材料具有的电阻率,能实现小尺寸的传感器。由铂制成的RTD传感器有时被称为铂电阻温度计或PRT。Pt100RTD在0℃时阻抗为100Ω,每1℃的温度变化大约会引起0.385Ω的电阻变化。当处于可用温度范围的极 ,电 Ω(在850℃时)。
(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。
测试仪表校正淮安-审厂 数字示波器的带宽越高,信号的上升沿越陡,显示的高频分量成分越多,再现的信号越准确。实际应用中考虑到价格因素(数字示波器带宽越高价格越贵),经过实践经验的积累,我们发现只要数字示波器带宽为被测信号频率的3-5倍,即可获得±3%到±2%的精度,满足一般的测试需求。频率响应曲线同一阶跃信号基于不同带宽数字示波器的测量结果上升时间上升时间的定义为脉冲幅度从10%上升到90%的这段时间(如所示),它反映了数字示波器垂直系统的瞬态特性。
测试仪表校正淮安-审厂 数字示波器的带宽越高,信号的上升沿越陡,显示的高频分量成分越多,再现的信号越准确。实际应用中考虑到价格因素(数字示波器带宽越高价格越贵),经过实践经验的积累,我们发现只要数字示波器带宽为被测信号频率的3-5倍,即可获得±3%到±2%的精度,满足一般的测试需求。频率响应曲线同一阶跃信号基于不同带宽数字示波器的测量结果上升时间上升时间的定义为脉冲幅度从10%上升到90%的这段时间(如所示),它反映了数字示波器垂直系统的瞬态特性。