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发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-09 01:21:10
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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。
电子元器件的降额等级可以参考《 标准——元器件降额准则GJB/Z35-93》,一般可分成三个降额等级:Ⅰ级降额:I级降额是的降额,适用于设备故障将会危及安全,导致任务失败和造成严重经济损失的情况。Ⅱ级降额:工作应力减小对元器件可靠性增长有明显效益,适用于设备故障会使工作任务降级,或需支付不合理的维修费用。Ⅲ级降额:Ⅲ级降额是的降额,相对来说元器件成本也较低。适用于设备故障对工作任务的完成只有小的影响,或可迅速、经济地加以修复。
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。
电子元器件的降额等级可以参考《 标准——元器件降额准则GJB/Z35-93》,一般可分成三个降额等级:Ⅰ级降额:I级降额是的降额,适用于设备故障将会危及安全,导致任务失败和造成严重经济损失的情况。Ⅱ级降额:工作应力减小对元器件可靠性增长有明显效益,适用于设备故障会使工作任务降级,或需支付不合理的维修费用。Ⅲ级降额:Ⅲ级降额是的降额,相对来说元器件成本也较低。适用于设备故障对工作任务的完成只有小的影响,或可迅速、经济地加以修复。
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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当总线变为空闲时,若RXD引脚输出低电平,则可能导致MCU接收到错误数据或MCU在正常数据后误接收1个000。RSM485PCHT门限电平数据发生了什么变化?如所示,收发器1在AB差分电压处于±200mV门限电平之内时输出高电平,收发器2在AB差分电压处于±200mV门限电平之内时输出低电平,可以看出,收发器2可能导致MCU接收到错误的数据,并且在数据后误接收到1个000数据。数据后多000如所示,若总线上持续存在数据信号或连续发送多个字节数据,在数据之间存在的空闲状态可能会被收发器2识别为1个起始位,从而导致数据连续错误。
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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当总线变为空闲时,若RXD引脚输出低电平,则可能导致MCU接收到错误数据或MCU在正常数据后误接收1个000。RSM485PCHT门限电平数据发生了什么变化?如所示,收发器1在AB差分电压处于±200mV门限电平之内时输出高电平,收发器2在AB差分电压处于±200mV门限电平之内时输出低电平,可以看出,收发器2可能导致MCU接收到错误的数据,并且在数据后误接收到1个000数据。数据后多000如所示,若总线上持续存在数据信号或连续发送多个字节数据,在数据之间存在的空闲状态可能会被收发器2识别为1个起始位,从而导致数据连续错误。
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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测量滞后越大,热电偶波动的振幅就越小,与实际炉温的差别也就越大。当用时间常数大的热电偶测温或控温时,仪表显示的温度虽然波动很小,但实际炉温的波动可能很大。为了准确的测量温度,应当选择时间常数小的热电偶。时间常数与传热系数成反比,与热电偶热端的直径、材料的密度及比热成正比,如要减小时间常数,除增加传热系数以外, 有效的法是尽量减小热端的尺寸。使用中,通常采用导热性能好的材料,管壁薄、内径小的保护套管。
测量滞后越大,热电偶波动的振幅就越小,与实际炉温的差别也就越大。当用时间常数大的热电偶测温或控温时,仪表显示的温度虽然波动很小,但实际炉温的波动可能很大。为了准确的测量温度,应当选择时间常数小的热电偶。时间常数与传热系数成反比,与热电偶热端的直径、材料的密度及比热成正比,如要减小时间常数,除增加传热系数以外, 有效的法是尽量减小热端的尺寸。使用中,通常采用导热性能好的材料,管壁薄、内径小的保护套管。
(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。
轻工实验室广州-校验公司提高关密度和可扩展性对发大型汽车发动机和航天HIL测试系统至关重要。”MikeDewey,directorofmarketingatMarvinTestSolutions:“总体而言,我们看到高密度系统正继续向像MACPanelSCOUT的无电缆界面转移。高密度关切换系统需要高密度的I/O,从电缆接口转移到无电缆接口以确保足够的性能并可靠的接口。客户要求的通道数越来越多,也就要求商寻找更小体积的继电器,以及识别更高密度的I/O连接,这对3U形式的PXI来说是一个特别的挑战。
轻工实验室广州-校验公司提高关密度和可扩展性对发大型汽车发动机和航天HIL测试系统至关重要。”MikeDewey,directorofmarketingatMarvinTestSolutions:“总体而言,我们看到高密度系统正继续向像MACPanelSCOUT的无电缆界面转移。高密度关切换系统需要高密度的I/O,从电缆接口转移到无电缆接口以确保足够的性能并可靠的接口。客户要求的通道数越来越多,也就要求商寻找更小体积的继电器,以及识别更高密度的I/O连接,这对3U形式的PXI来说是一个特别的挑战。