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无线电实验室孝感-审厂
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-17 03:55:56
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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。
其控制技术由 初的分立元器件的模拟电路控制,逐步发展为基于微器、微控制器和数字信号器(DSP)等全数字控制系统。各种不同的功率变换器,实质是将系统输入电气参数变换为用户所需要的输出电气参数。 基本的电气参数有电压、电流、频率、相数、波形、功率等6项。基于电磁感应原理而问世的变压器,实现了交流电压和交流电流的自如变换,实现了高压交流输电和低压配电到用户,使电能的方便使用成为现实;而由于电力电子技术的进步,诞生了整流器、斩波器、逆变器、变频器等各种功率变换器,完成了频率、相位、相数的受控变换,使电能的产生、输送、分配和应用实现了优化,使以电能为核心的各种能量的转换,使电参数的控制和改变,上升到率和高功率因数的新阶段。
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。
其控制技术由 初的分立元器件的模拟电路控制,逐步发展为基于微器、微控制器和数字信号器(DSP)等全数字控制系统。各种不同的功率变换器,实质是将系统输入电气参数变换为用户所需要的输出电气参数。 基本的电气参数有电压、电流、频率、相数、波形、功率等6项。基于电磁感应原理而问世的变压器,实现了交流电压和交流电流的自如变换,实现了高压交流输电和低压配电到用户,使电能的方便使用成为现实;而由于电力电子技术的进步,诞生了整流器、斩波器、逆变器、变频器等各种功率变换器,完成了频率、相位、相数的受控变换,使电能的产生、输送、分配和应用实现了优化,使以电能为核心的各种能量的转换,使电参数的控制和改变,上升到率和高功率因数的新阶段。
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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国内众多港口,随着加入WTO组织,自港以来,港口集装箱吞吐量持续增长,伴随着吞吐量大规模的增长,及近年来恶劣天气天数的影响,给引航调度带来了新的问题:进出港频率更高,航道内漂浮物增多、航道情况更复杂,事故隐患难以及时发现,事故风险越来越高。要应对以上痛点需求,传统的监控技术,是远远不能满足。相比于传统可见光摄像机摄像监控,热成像摄像机无需任何光照,依靠物体自身辐射的红外热能即可清晰的成像,不受强光影响,白天黑夜都可清晰地探测,识别隐蔽目标。
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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国内众多港口,随着加入WTO组织,自港以来,港口集装箱吞吐量持续增长,伴随着吞吐量大规模的增长,及近年来恶劣天气天数的影响,给引航调度带来了新的问题:进出港频率更高,航道内漂浮物增多、航道情况更复杂,事故隐患难以及时发现,事故风险越来越高。要应对以上痛点需求,传统的监控技术,是远远不能满足。相比于传统可见光摄像机摄像监控,热成像摄像机无需任何光照,依靠物体自身辐射的红外热能即可清晰的成像,不受强光影响,白天黑夜都可清晰地探测,识别隐蔽目标。
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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换言之,在整个正常工作范围内,只有在某一负载时有功率因数,通常使在额定负载或略低于额定负载附近有功率因数,一般为0.7~0.9,而空载,轻载时功率因数则很低。针对电机功率因数的准确测量,一般需要从以下几个方面下手来提高测量的准确性。让电参数测量准确电参数是否测得准是电机大部分参数准确测量的基础,包括功率因数,而电参数准确测量的标准是什么呢?其实很简单,各电参数的波形稳定无杂波。必须保证量程合适,对于测量,这是 重要的一点。
换言之,在整个正常工作范围内,只有在某一负载时有功率因数,通常使在额定负载或略低于额定负载附近有功率因数,一般为0.7~0.9,而空载,轻载时功率因数则很低。针对电机功率因数的准确测量,一般需要从以下几个方面下手来提高测量的准确性。让电参数测量准确电参数是否测得准是电机大部分参数准确测量的基础,包括功率因数,而电参数准确测量的标准是什么呢?其实很简单,各电参数的波形稳定无杂波。必须保证量程合适,对于测量,这是 重要的一点。
(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。
无线电实验室孝感-审厂 来到健身房,教练首先让他握住一个小仪器,说是要测量体内脂肪含量。王先生使用的体脂仪类似一个秒表,使用时,只需用手握住,就能测出具体数值。对此,他有些疑惑:“这么一个东西,能准确测出来吗?”记者注意到,市面上出的体脂仪大部分利用的是人体阻抗原理测脂肪比例,这种方法的专业术语叫“BIA”,其原理是脂肪组织因水分含量低而不导电,肌肉等细胞组织因含水量高而导电性能好,由此根据人体的电阻抗推定脂肪和其他组织的比例。
无线电实验室孝感-审厂 来到健身房,教练首先让他握住一个小仪器,说是要测量体内脂肪含量。王先生使用的体脂仪类似一个秒表,使用时,只需用手握住,就能测出具体数值。对此,他有些疑惑:“这么一个东西,能准确测出来吗?”记者注意到,市面上出的体脂仪大部分利用的是人体阻抗原理测脂肪比例,这种方法的专业术语叫“BIA”,其原理是脂肪组织因水分含量低而不导电,肌肉等细胞组织因含水量高而导电性能好,由此根据人体的电阻抗推定脂肪和其他组织的比例。