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测试设备校准洛阳-费用多少
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-05 19:07:20
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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。
在压力监测时,这些传感器还涉及困难、长期稳定性差等问题。井下光纤传感器没有井下电子线路、易于、体积小、抗干扰能力强等优点,而这些正是井下监测所必需的。美国CiDRA公司的在光纤压力监测研究方面处于前沿,他们的科研人员发现了布喇格光纤光栅传感器对压力的线性响应。已发的传感器能够工作到175oC,2oC和稍高温度的产品正在发,25oC是研发的下一个目标。不同温度和压力下的压力测量误差,在测试范围(MPa~34.5MPa)内,均小于±6.89kPa,相当于电子测量系统的的水平。
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。
在压力监测时,这些传感器还涉及困难、长期稳定性差等问题。井下光纤传感器没有井下电子线路、易于、体积小、抗干扰能力强等优点,而这些正是井下监测所必需的。美国CiDRA公司的在光纤压力监测研究方面处于前沿,他们的科研人员发现了布喇格光纤光栅传感器对压力的线性响应。已发的传感器能够工作到175oC,2oC和稍高温度的产品正在发,25oC是研发的下一个目标。不同温度和压力下的压力测量误差,在测试范围(MPa~34.5MPa)内,均小于±6.89kPa,相当于电子测量系统的的水平。
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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电磁干扰(EMI)是干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪音,EMI通常由电磁辐射发生源如马达和机器产生。在设备、汽车仪器仪表和工业控制等科技领域中,当设备设计涉及应变计、传感器接口和电流监控时,通常需要采用精密模拟前端放大器,以便提取并放大非常微弱的真实信号,并共模电压和噪声等无用信号。首先,设计人员将集中精力确保器件级噪声、失调、增益和温度稳定性等精度参数符合应用要求。然后,设计人员根据上述特性,选择符合总误差预算要求的前端模拟器件。
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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电磁干扰(EMI)是干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪音,EMI通常由电磁辐射发生源如马达和机器产生。在设备、汽车仪器仪表和工业控制等科技领域中,当设备设计涉及应变计、传感器接口和电流监控时,通常需要采用精密模拟前端放大器,以便提取并放大非常微弱的真实信号,并共模电压和噪声等无用信号。首先,设计人员将集中精力确保器件级噪声、失调、增益和温度稳定性等精度参数符合应用要求。然后,设计人员根据上述特性,选择符合总误差预算要求的前端模拟器件。
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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此种方式可实现管网压力数据的实时监测,但需要破路、挖沟和铺设线缆,施工难度大、建设成本高。尤其当监测井在马路上时,该方式难以实现。方式二在监测井内GPRS设备、压力变送器和蓄电池,GPRS设备采集压力变送器的输出信号后直接远传给监控中心,设备的工作电源由蓄电池。此种方式为延长蓄电池的更换周期,只能采取定时采集、定时上报的工作模式,无法实现实时监测。该监测方式存在以下几个问题:部分监测井内GPRS信号弱或没有信号,压力数据不能按时上报或根本无法上报。
此种方式可实现管网压力数据的实时监测,但需要破路、挖沟和铺设线缆,施工难度大、建设成本高。尤其当监测井在马路上时,该方式难以实现。方式二在监测井内GPRS设备、压力变送器和蓄电池,GPRS设备采集压力变送器的输出信号后直接远传给监控中心,设备的工作电源由蓄电池。此种方式为延长蓄电池的更换周期,只能采取定时采集、定时上报的工作模式,无法实现实时监测。该监测方式存在以下几个问题:部分监测井内GPRS信号弱或没有信号,压力数据不能按时上报或根本无法上报。
(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。
测试设备校准洛阳-费用多少CAN总线的特点具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点;采用双线串行通信方式,检错能力强,可在高噪声干扰环境中工作;具有优先权和仲裁功能,多个控制模块通过CAN控制器挂到CAN-bus上,形成多主机局部网络;可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文;可靠的错误和检错机制;发送的信息遭到破坏后,可自动重发;节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能;报文不包含源地址或目标地址,仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。
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