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测试设备校验贵港-验厂
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-19 00:49:03
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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。
电源IC的功率转换效率测量GS82有两个相互绝缘的模拟通道,每个通道与GS61同样,由恒压源VS、恒流源IS、电压测量VM和电流测量IM组成。GS82这两个通道独立运行,且可以自由组合运行模式。利用这些特性可以方便地实现电源IC的效率测试。将GS82的通道1选择电压输出/电流测量模式加在IC元件的供电端作为直流电源,通道2选择电流吸入/电压测量模式,加在IC元件的负载端作为电子负载。通过扫描负载电流改变耗电量和供电量,并计算输入输出功率的比值得到效率。
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。
电源IC的功率转换效率测量GS82有两个相互绝缘的模拟通道,每个通道与GS61同样,由恒压源VS、恒流源IS、电压测量VM和电流测量IM组成。GS82这两个通道独立运行,且可以自由组合运行模式。利用这些特性可以方便地实现电源IC的效率测试。将GS82的通道1选择电压输出/电流测量模式加在IC元件的供电端作为直流电源,通道2选择电流吸入/电压测量模式,加在IC元件的负载端作为电子负载。通过扫描负载电流改变耗电量和供电量,并计算输入输出功率的比值得到效率。
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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缓冲滤波电路具体-3dB频率响应计算如式1ADC芯片内部PGA采用仪表放大器结构大幅度衰减共模工频干扰,且内置数字器,对输入信号进行数字滤波,其中数字滤波算法频率响应如所示,数字滤波算法的陷波点在10Hz、20Hz、40Hz、80Hz频率的整数倍处响应,所以选择10Hz频率的输出,可以一定程度的衰减50Hz工频扰动。数字滤波器频率响应结合电气隔离方案从源头处防止50Hz工频从电源处传导进入系统影响敏感信号采集端。
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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缓冲滤波电路具体-3dB频率响应计算如式1ADC芯片内部PGA采用仪表放大器结构大幅度衰减共模工频干扰,且内置数字器,对输入信号进行数字滤波,其中数字滤波算法频率响应如所示,数字滤波算法的陷波点在10Hz、20Hz、40Hz、80Hz频率的整数倍处响应,所以选择10Hz频率的输出,可以一定程度的衰减50Hz工频扰动。数字滤波器频率响应结合电气隔离方案从源头处防止50Hz工频从电源处传导进入系统影响敏感信号采集端。
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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发动机爆震传感器的用途是通过监控发动机振动来提高发动机效率和性能。发动机控制单元(ECU)使用该数据调整燃油空气比,以减少“发动机发出碰撞声”并更正发动机正时。TI的TPIC811可用作此类发动机爆震传感器的信号调节器。新型解决方案有时会将该功能集成到发动机ECU的一个MCU中,不过,这意味着可能更多地以远程方式完成该过程(由于微控制器较低的温度等级),这可能会导致信号劣化。可通过查看来自爆震传感器的信号的提取情况(与系统的噪声相比)来验证TPIC811的性能。
发动机爆震传感器的用途是通过监控发动机振动来提高发动机效率和性能。发动机控制单元(ECU)使用该数据调整燃油空气比,以减少“发动机发出碰撞声”并更正发动机正时。TI的TPIC811可用作此类发动机爆震传感器的信号调节器。新型解决方案有时会将该功能集成到发动机ECU的一个MCU中,不过,这意味着可能更多地以远程方式完成该过程(由于微控制器较低的温度等级),这可能会导致信号劣化。可通过查看来自爆震传感器的信号的提取情况(与系统的噪声相比)来验证TPIC811的性能。
(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。
测试设备校验贵港-验厂 往往这要求设计人员使用外部硬件或是通过位拆裂在固件中实现接口。位拆裂使用固件触发IO端口,一般可用于实现串行接口。如果要监测端口以解码串行数据的时候,也可以使用这种方法。无论是使用外部硬件还是位拆裂来实现接口,都会产生额外的设计成本。虽然增加外部硬件带来的成本是明显的,但使用软件实现串行接口可能也会要求使用速度更快因而也更加昂贵的CPU。大多数通用微控制器今天都支持SPUART和I2C接口,但仍然有很多时候,某些内部用户可编程逻辑会非常有用。
测试设备校验贵港-验厂 往往这要求设计人员使用外部硬件或是通过位拆裂在固件中实现接口。位拆裂使用固件触发IO端口,一般可用于实现串行接口。如果要监测端口以解码串行数据的时候,也可以使用这种方法。无论是使用外部硬件还是位拆裂来实现接口,都会产生额外的设计成本。虽然增加外部硬件带来的成本是明显的,但使用软件实现串行接口可能也会要求使用速度更快因而也更加昂贵的CPU。大多数通用微控制器今天都支持SPUART和I2C接口,但仍然有很多时候,某些内部用户可编程逻辑会非常有用。