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量具检测商洛-认证单位
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-19 13:28:12
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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。
20世纪80年代,RobertBosch公司在SAE(汽车工程协会)大会上介绍了一种新型的串行总线——CAN控制器局域网,那也是CAN诞生的时刻。今天,在欧洲几乎每一辆新客车均装配有CAN局域网。同样,CAN也用于其他类型的交通工具,从火车到轮船或者用于工业控制。CAN已经成为 范围内 重要的总线之一——甚至领导着串行总线。CAN总线的工作原理CAN总线使用串行数据传输方式,可以1Mb/s的速率在40m的双绞线上运行,也可以使用光缆连接,而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。
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。
20世纪80年代,RobertBosch公司在SAE(汽车工程协会)大会上介绍了一种新型的串行总线——CAN控制器局域网,那也是CAN诞生的时刻。今天,在欧洲几乎每一辆新客车均装配有CAN局域网。同样,CAN也用于其他类型的交通工具,从火车到轮船或者用于工业控制。CAN已经成为 范围内 重要的总线之一——甚至领导着串行总线。CAN总线的工作原理CAN总线使用串行数据传输方式,可以1Mb/s的速率在40m的双绞线上运行,也可以使用光缆连接,而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。
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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特性:-适配器用于高速USB2.(兼容USB1.1和USB3.)-符合CAN规范2.A/B和FD1.-CANFD比特率用于数据域(64位)从4kbit/s至12Mbit/s-CAN比特率从4kbit/s至1Mbit/s-时间戳分辨率1μs-CAN总线连接经由D-Sub,9-pin(符合CiA12)-CANFD控制器的FPGA实施-NXPTJA144GTCAN收发器-电气隔离5V-CAN端子可通过焊接跳线-总线负载测量包括错误帧和过载帧-诱发错误发生功能用于进入和外出CAN报文-5-V供电CAN连接可通过焊接跳线连接,外部总线转换器。
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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特性:-适配器用于高速USB2.(兼容USB1.1和USB3.)-符合CAN规范2.A/B和FD1.-CANFD比特率用于数据域(64位)从4kbit/s至12Mbit/s-CAN比特率从4kbit/s至1Mbit/s-时间戳分辨率1μs-CAN总线连接经由D-Sub,9-pin(符合CiA12)-CANFD控制器的FPGA实施-NXPTJA144GTCAN收发器-电气隔离5V-CAN端子可通过焊接跳线-总线负载测量包括错误帧和过载帧-诱发错误发生功能用于进入和外出CAN报文-5-V供电CAN连接可通过焊接跳线连接,外部总线转换器。
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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灯具分布光度计是一种大型的精密光学测试设备,是灯具分布光度测量中必备的重要设备。传统的分布光度计主要为机械式结构,通过机械控制探头旋转测量整个三维空问的灯具光强分布。目前在发展中的这类传统分布光度计主要有旋转反光镜式分布光度计。运动反光镜式分布光度计和旋转灯具式分布光度计等几种结构形式℃IEl27一1997对LED的光学和电学测试进行了要求,也是采用传统光度测量方法进行LED测试的依据。近年来,随着CCD成像技术的发展与成熟,同时由于其可视化效果好,简易方便,人们始逐渐寻求采用成像技术来进行光度测量,目前已有可用于基于成像技术的亮度计,辅助传统类型的亮度计。
灯具分布光度计是一种大型的精密光学测试设备,是灯具分布光度测量中必备的重要设备。传统的分布光度计主要为机械式结构,通过机械控制探头旋转测量整个三维空问的灯具光强分布。目前在发展中的这类传统分布光度计主要有旋转反光镜式分布光度计。运动反光镜式分布光度计和旋转灯具式分布光度计等几种结构形式℃IEl27一1997对LED的光学和电学测试进行了要求,也是采用传统光度测量方法进行LED测试的依据。近年来,随着CCD成像技术的发展与成熟,同时由于其可视化效果好,简易方便,人们始逐渐寻求采用成像技术来进行光度测量,目前已有可用于基于成像技术的亮度计,辅助传统类型的亮度计。
(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。
量具检测商洛-认证单位且检测精度,工作稳定性和使用寿命都有很高的要求,因此直插式氧探头很难采用传统氧化锆氧探头的整体氧化锆管状结构,而多采取技术要求较高的氧化锆和氧化铝管连接的结构。密封性能是这种氧化锆氧探头的 关键技术之一。目前上进的连接方式,是将氧化锆与氧化铝管 的焊接在一起,其密封性能,与采样式检测方式比,直插式检测有显而易见的优点:氧化锆直接接触气体,检测精度高,反应速度快,维护量较小。当测量烟气温度高于700℃时,传感器组成中省去加热器和测温热电偶。
量具检测商洛-认证单位且检测精度,工作稳定性和使用寿命都有很高的要求,因此直插式氧探头很难采用传统氧化锆氧探头的整体氧化锆管状结构,而多采取技术要求较高的氧化锆和氧化铝管连接的结构。密封性能是这种氧化锆氧探头的 关键技术之一。目前上进的连接方式,是将氧化锆与氧化铝管 的焊接在一起,其密封性能,与采样式检测方式比,直插式检测有显而易见的优点:氧化锆直接接触气体,检测精度高,反应速度快,维护量较小。当测量烟气温度高于700℃时,传感器组成中省去加热器和测温热电偶。