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测试设备校验商洛-外校单位
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-01 15:52:02
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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。
市场上有多种信号源。尽管有各种各样的选择,但大多数信号源都是输出信号地线和机壳大地共地。非隔离信号源不能用于桥式整流、倍压整流和斩波器的测试中。为什么不能呢?在桥式整流电路下我们对非隔离信号源和隔离通道信号源(MFG-2000或AFG-3000)进行了以下比较。首先,我们必须知道正弦波经桥式全波整流后输出的理想波形,如下所示:大多数电子产品需要直流电给其内部组件供电。除电池供电的小型产品外,大多数电子设备需要电源或通过整流器和滤波器从A.C.转换成不同的稳定D.C.电压。
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。
市场上有多种信号源。尽管有各种各样的选择,但大多数信号源都是输出信号地线和机壳大地共地。非隔离信号源不能用于桥式整流、倍压整流和斩波器的测试中。为什么不能呢?在桥式整流电路下我们对非隔离信号源和隔离通道信号源(MFG-2000或AFG-3000)进行了以下比较。首先,我们必须知道正弦波经桥式全波整流后输出的理想波形,如下所示:大多数电子产品需要直流电给其内部组件供电。除电池供电的小型产品外,大多数电子设备需要电源或通过整流器和滤波器从A.C.转换成不同的稳定D.C.电压。
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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如果长时间测量之后,建议按照上述步骤再一次进行校零操作。如所示为测量功率为-65dBm,频率为5GHz连续波信号的 峰值探头测量小功率信号使用81702系列峰值探头测量脉冲信号,当脉冲功率小于-10dBm时,或者使用81703系列峰值探头测量的脉冲功率小于-25dBm时,此时触发电平受噪底的影响比较大,脉冲功率波动的也比较大,从而导致内部触发方式触发不到或者触发不稳定,直接影响信号测量波形和自动测量参数无法测量或者测量结果不稳定。
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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如果长时间测量之后,建议按照上述步骤再一次进行校零操作。如所示为测量功率为-65dBm,频率为5GHz连续波信号的 峰值探头测量小功率信号使用81702系列峰值探头测量脉冲信号,当脉冲功率小于-10dBm时,或者使用81703系列峰值探头测量的脉冲功率小于-25dBm时,此时触发电平受噪底的影响比较大,脉冲功率波动的也比较大,从而导致内部触发方式触发不到或者触发不稳定,直接影响信号测量波形和自动测量参数无法测量或者测量结果不稳定。
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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其中同步采样法和频率重心法使用 为广泛。同步采样法顾名思义,就是使采样频率与基波频率同步改变。该方法从源头上保证数据的采样频率为基波频率的整数倍,如IEC61000-4-7标准就规定50Hz使用10倍基波采样率,采样数据经离散傅里叶变换即可得到各次谐波分量。同步采样常用硬件PLL实现,需要实时调整采样频率,频率的锁定需要时间,受限于滤波器及相关器件,很难到很宽的频域,也很难保证频谱特别丰富时的准确性。
其中同步采样法和频率重心法使用 为广泛。同步采样法顾名思义,就是使采样频率与基波频率同步改变。该方法从源头上保证数据的采样频率为基波频率的整数倍,如IEC61000-4-7标准就规定50Hz使用10倍基波采样率,采样数据经离散傅里叶变换即可得到各次谐波分量。同步采样常用硬件PLL实现,需要实时调整采样频率,频率的锁定需要时间,受限于滤波器及相关器件,很难到很宽的频域,也很难保证频谱特别丰富时的准确性。
(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。
测试设备校验商洛-外校单位充电准备就绪测试:检查供电设备是否能检测到车辆准备就绪并启动充电。启动及充电阶段测试:在充电过程中,检查供电设备是否能通过PWM信号占空比告知其可供电能力。正常充电结束测试:检查供电设备在收到车辆停止充电指令时充电结束过程是否正常。充电连接控制时序测试本测试的目的是检查供电设备充电连接控制各种状态跳转和时间间隔是否满足要求。状态转换示意图如下图所示,充电时供电设备充电连接时序 A.5规定的要求。
测试设备校验商洛-外校单位充电准备就绪测试:检查供电设备是否能检测到车辆准备就绪并启动充电。启动及充电阶段测试:在充电过程中,检查供电设备是否能通过PWM信号占空比告知其可供电能力。正常充电结束测试:检查供电设备在收到车辆停止充电指令时充电结束过程是否正常。充电连接控制时序测试本测试的目的是检查供电设备充电连接控制各种状态跳转和时间间隔是否满足要求。状态转换示意图如下图所示,充电时供电设备充电连接时序 A.5规定的要求。