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力学实验室濮阳-外校单位
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-10 02:33:21
力学实验室濮阳-外校单位力学实验室濮阳-外校单位
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。
物联网表是表计行业近几年的热门话题,因其产业链并不完全成熟,在应用的过程中出现了不少问题,我们在设计物联网表计时需要注意以下几个设计要素。电源与功耗管理电压匹配使用碱性电池供电时要给使用LDO降压,因为大功率LDO静态功耗较大,通信结束后需要断电,无法使用PSM。如果使用锂电池供电,可以选择内置升压芯片的模组,但能量型电池的放电电流较低,需搭配SPC电容电池,成本增加。PSM模式选用NB-IoT通信消耗的功耗已经接近计量部分,为延长电池寿命,尽量选用PSM模式。
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。
物联网表是表计行业近几年的热门话题,因其产业链并不完全成熟,在应用的过程中出现了不少问题,我们在设计物联网表计时需要注意以下几个设计要素。电源与功耗管理电压匹配使用碱性电池供电时要给使用LDO降压,因为大功率LDO静态功耗较大,通信结束后需要断电,无法使用PSM。如果使用锂电池供电,可以选择内置升压芯片的模组,但能量型电池的放电电流较低,需搭配SPC电容电池,成本增加。PSM模式选用NB-IoT通信消耗的功耗已经接近计量部分,为延长电池寿命,尽量选用PSM模式。
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。
力学实验室濮阳-外校单位
火灾扑救在火灾扑救中,红外热成像仪被用于确定火灾中心位置、燃烧程度和蔓延情况。通过热成像仪对火场进行观测,得到火灾燃烧和蔓延情况,确定火灾的中心位置。根据得到的信息,火场指挥员就可以正确地布置力量,有效地进行灭火。由于热成像仪不仅能测知物体表面温度,而且能显示物体的温度分布情况,形成所谓的“热图”,可为消防队员物体状态的更多信息,因此热成像仪还被用于对火场中的 进行监测,获得 的温度变化情况,可为火灾扑救工作参考,便于指挥员及时调整战斗方案。
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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火灾扑救在火灾扑救中,红外热成像仪被用于确定火灾中心位置、燃烧程度和蔓延情况。通过热成像仪对火场进行观测,得到火灾燃烧和蔓延情况,确定火灾的中心位置。根据得到的信息,火场指挥员就可以正确地布置力量,有效地进行灭火。由于热成像仪不仅能测知物体表面温度,而且能显示物体的温度分布情况,形成所谓的“热图”,可为消防队员物体状态的更多信息,因此热成像仪还被用于对火场中的 进行监测,获得 的温度变化情况,可为火灾扑救工作参考,便于指挥员及时调整战斗方案。
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。
力学实验室濮阳-外校单位
当用一种材料校正仪器后(常用试块为钢)又去测量另一种材料时,将产生错误的结果。温度的影响。一般固体材料中的声速随其温度升高而降低,有试验数据表明,热态材料每增加100℃,声速下降1%。对于高温在役设备常常碰到这种情况。耦合剂的影响。耦合剂是用来排除探头和被测物体之间的空气,使超声波能有效地穿入工件达到检测目的。如果选择种类或使用方法不当,将造成误差或耦合标志闪烁,无法测量。实际使用中由于耦合剂使用过多,造成探头离工件时,仪器示值为耦合剂层厚度值。
当用一种材料校正仪器后(常用试块为钢)又去测量另一种材料时,将产生错误的结果。温度的影响。一般固体材料中的声速随其温度升高而降低,有试验数据表明,热态材料每增加100℃,声速下降1%。对于高温在役设备常常碰到这种情况。耦合剂的影响。耦合剂是用来排除探头和被测物体之间的空气,使超声波能有效地穿入工件达到检测目的。如果选择种类或使用方法不当,将造成误差或耦合标志闪烁,无法测量。实际使用中由于耦合剂使用过多,造成探头离工件时,仪器示值为耦合剂层厚度值。
(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。
力学实验室濮阳-外校单位可以用多种方法来缩短校准相位阵列天线所需的测试时间。其中 有效的方法应当是充分利用测试覆盖范围及其特定的天线体系结构。从根本上讲,对天线的阵元进行相对调整需要通过相对幅度(增益)和相位测量来实现。不过,这些测试需要由用户使用射频/微波探头在测试覆盖范围内的各种频率和相位AUT状态下进行。为应对大规模、多通道天线校准的挑战,是德科技推出了一种校准参考解决方案。该参考解决方案是硬件、软件和测量专业知识的集成,为窄带天线校准测试系统关键组件。
力学实验室濮阳-外校单位可以用多种方法来缩短校准相位阵列天线所需的测试时间。其中 有效的方法应当是充分利用测试覆盖范围及其特定的天线体系结构。从根本上讲,对天线的阵元进行相对调整需要通过相对幅度(增益)和相位测量来实现。不过,这些测试需要由用户使用射频/微波探头在测试覆盖范围内的各种频率和相位AUT状态下进行。为应对大规模、多通道天线校准的挑战,是德科技推出了一种校准参考解决方案。该参考解决方案是硬件、软件和测量专业知识的集成,为窄带天线校准测试系统关键组件。