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发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-08 23:56:22
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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。
器件时需要导热性能好的绝缘片进行绝缘,这就使器件与底板和散热器之间产生了分布电容,关电源的底板是交流电源的地线,因而通过器件与底板之间的分布电容将电磁干扰耦合到交流输入端产生共模干扰,解决这个问题的法是采用两层绝缘片之间夹一层屏蔽片,并把屏蔽片接到直流地上,割断了射频干扰向输入电网传播的途径。为了关电源产生的辐射,电磁干扰对其他电子设备的影响,可完全按照对磁场屏蔽的方法来屏蔽罩,然后将整个屏蔽罩与系统的机壳和地连接为一体,就能对电磁场进行有效的屏蔽。
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。
器件时需要导热性能好的绝缘片进行绝缘,这就使器件与底板和散热器之间产生了分布电容,关电源的底板是交流电源的地线,因而通过器件与底板之间的分布电容将电磁干扰耦合到交流输入端产生共模干扰,解决这个问题的法是采用两层绝缘片之间夹一层屏蔽片,并把屏蔽片接到直流地上,割断了射频干扰向输入电网传播的途径。为了关电源产生的辐射,电磁干扰对其他电子设备的影响,可完全按照对磁场屏蔽的方法来屏蔽罩,然后将整个屏蔽罩与系统的机壳和地连接为一体,就能对电磁场进行有效的屏蔽。
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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尽管用户记录的RF信号可以此方式用于测试,但建议的方法是使用SatGen软件所创建的计算机生成模拟文件。这是因为SatGen创建的文件会包含具有恒定信噪比的“纯”GPS信号。用户记录的场景会包含记录时出现的额外噪声以及不断变化的信噪比,难于进行对比。图片:采用SatGen所创建GPS信号的RF功率水平输出示例。-85dBm至-115dBm的范围对应于标准LabSat输出范围。通过在回放过程中调节衰减滑块,RF功率输出水平可从-85dBm降至-115dBm。
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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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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在工业机器人手臂中集成激光束引导装置,当工业机器人跟踪工件轮廓的同时,激光束也在工作,从而实现切削。此类型应用的主要特点包括:工业机器人运动灵活、柔性高;激光切割质量好、速度快且切缝窄,极大地满足了现代业的发展需要。模锻集成热模锻生产线通常由切边与冲压两台模锻压机组成。在此生产线上,工业机器人集成应用通常会配置两台机器人,一台用于将中频后的高温物料,移送至冲压成型模锻压机;另一台负责从冲压成型模锻压机取料后,移送至另一台模锻压机进行切边。
在工业机器人手臂中集成激光束引导装置,当工业机器人跟踪工件轮廓的同时,激光束也在工作,从而实现切削。此类型应用的主要特点包括:工业机器人运动灵活、柔性高;激光切割质量好、速度快且切缝窄,极大地满足了现代业的发展需要。模锻集成热模锻生产线通常由切边与冲压两台模锻压机组成。在此生产线上,工业机器人集成应用通常会配置两台机器人,一台用于将中频后的高温物料,移送至冲压成型模锻压机;另一台负责从冲压成型模锻压机取料后,移送至另一台模锻压机进行切边。
(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。
仪器外校六盘水-校准公司保护电路虽然保护能力较强,但其结电容较大,A-RGND或B-RGND结电容为2.5nF左右,当总线上有较多节点均使用保护电路进行组网时,总线的电容量较大,信号反射以及信号边沿趋于平缓使信号质量变差,甚至会导致通信异常。总线电容导致的信号反射问题当信号在通信线上传输,到达RS-485节点上的保护电路时,保护电路的结电容使信号受到的瞬时阻抗发生变化,一部分信号将被反射,另一部分发生失真并继续传播下去。
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