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计量器具校正长沙-计量公司
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-01 10:55:24
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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。
在孔板流量测量的不确定度时,也只能以一定的置信度给出一定的不确定度范围。实流检定尤其是在线实流检定准确性、一致性、溯源性和试验性等计量特点,能实现真正的流量测量仪表校准或赋值,能保证量值传递或溯源性的连续和封闭。离线检定给出流量仪表在检定条件下的误差值或流量计系数,但因其实际操作条件和条件不同于检定条件,介质的有关物性参数甚至介质本身也有所不同,实际上这种检定不是真正意义上的校准或赋值。
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。
在孔板流量测量的不确定度时,也只能以一定的置信度给出一定的不确定度范围。实流检定尤其是在线实流检定准确性、一致性、溯源性和试验性等计量特点,能实现真正的流量测量仪表校准或赋值,能保证量值传递或溯源性的连续和封闭。离线检定给出流量仪表在检定条件下的误差值或流量计系数,但因其实际操作条件和条件不同于检定条件,介质的有关物性参数甚至介质本身也有所不同,实际上这种检定不是真正意义上的校准或赋值。
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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当前,我国对新能源汽车有明确要求:规定了整车厂须具备动力系统、驱动系统、控制系统集成测试能力、电子电控测试系统功能测试能力;对于零部件厂商来说,这一块的测试发能力也是重中之重,包括型式试验及出厂测试等。电动汽车用电机及控制器的测试标准遵循国标《GB-T18488电动汽车用电机及其控制器》,试验项目包括一般性能、环境试验、温升试验、电机转矩特性及效率、再生能量回馈特性等测试。主要试验内容:空载试验、负载效率试验、堵转试验、电机温度、电机温升、过载能力试验、工作转速、超速试验、电机控制器保护试验等。
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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当前,我国对新能源汽车有明确要求:规定了整车厂须具备动力系统、驱动系统、控制系统集成测试能力、电子电控测试系统功能测试能力;对于零部件厂商来说,这一块的测试发能力也是重中之重,包括型式试验及出厂测试等。电动汽车用电机及控制器的测试标准遵循国标《GB-T18488电动汽车用电机及其控制器》,试验项目包括一般性能、环境试验、温升试验、电机转矩特性及效率、再生能量回馈特性等测试。主要试验内容:空载试验、负载效率试验、堵转试验、电机温度、电机温升、过载能力试验、工作转速、超速试验、电机控制器保护试验等。
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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同时通过长时间高温老化可以使元器件的缺陷、焊接和装配等生产过程中存在的隐患提前暴露出来。电源模块常见的低温和高温 的现象有:工作振荡,输出电压纹波和噪声变大,频率发生改变,严重的甚至输出电压跳变,模块啸叫。启动 ,如启动时输出电压升上波形有明显掉沟,输出电压不稳定,甚至模块完全启动失效。带容性负载能力减弱,无法带容性负载启动。启动时输出电压过冲幅度变大,超出规定范围。
同时通过长时间高温老化可以使元器件的缺陷、焊接和装配等生产过程中存在的隐患提前暴露出来。电源模块常见的低温和高温 的现象有:工作振荡,输出电压纹波和噪声变大,频率发生改变,严重的甚至输出电压跳变,模块啸叫。启动 ,如启动时输出电压升上波形有明显掉沟,输出电压不稳定,甚至模块完全启动失效。带容性负载能力减弱,无法带容性负载启动。启动时输出电压过冲幅度变大,超出规定范围。
(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。
计量器具校正长沙-计量公司因为示波器已经标配了模板测试和参数门限测试能力,所以能够一次性直接执行许多测试需求,而不需要花费大量的软件发时间。中,铜色的通往EMC干扰室的外部的门位于测试的右侧。在左侧,携带功能测试结果的橘黄色光纤中的光信号被转换为号后通过BNC线缆输入到示波器通道上。在EMC干扰室外用于抗干扰数据动态分析的示波器阵列示波器中的波形模板用于分析相对于预定义的一致性需求的波形形状。模板的尺寸取决于被测信号的功能标准,能够通过计算机在测试过程中进行自动化的调整。
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