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测试仪表校准开封-电话
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-07 15:12:48
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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。
当该线激光以垂直于方向扫描时,即构成线激光粗扫描阶段的热激励,粗扫描过程如所示。线激光扫描热成像原理图当线状激光快速扫描过TBC试件表面时,对扫描到的试件表面进行了快速线热源加热,扫描过后,线激光后部区域始散热。TBC试件的厚度相对于长度和宽度要小的多,忽略热流的横向扩散,忽略陶瓷层、粘接层(共4μm)和空气的对流换热,这一过程可简化为在脉冲热流和绝热边界条件下的一维热传导过程。在构件表面处的经典热传导方程解为:Q为表面输入的热流,ρ为密度,c为比热,α为热扩散率,L为构件的厚度。
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。
当该线激光以垂直于方向扫描时,即构成线激光粗扫描阶段的热激励,粗扫描过程如所示。线激光扫描热成像原理图当线状激光快速扫描过TBC试件表面时,对扫描到的试件表面进行了快速线热源加热,扫描过后,线激光后部区域始散热。TBC试件的厚度相对于长度和宽度要小的多,忽略热流的横向扩散,忽略陶瓷层、粘接层(共4μm)和空气的对流换热,这一过程可简化为在脉冲热流和绝热边界条件下的一维热传导过程。在构件表面处的经典热传导方程解为:Q为表面输入的热流,ρ为密度,c为比热,α为热扩散率,L为构件的厚度。
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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在机电一体化系统中,传感器处系统之首,其作用相当于系统感受器,能快速、地获取信息并能经受严酷环境考验,是机电一体化系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息而可靠的自动检测,系统的信息、控制决策等功能就无法谈及和实现。传感器的研究现状与发展传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态,为有效控制机电一体化系统的运作必须的相关信息。
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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在机电一体化系统中,传感器处系统之首,其作用相当于系统感受器,能快速、地获取信息并能经受严酷环境考验,是机电一体化系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息而可靠的自动检测,系统的信息、控制决策等功能就无法谈及和实现。传感器的研究现状与发展传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态,为有效控制机电一体化系统的运作必须的相关信息。
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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操作气泡水平仪、铅锤和粉笔等传统工具通常需要至少两个人。借助福禄克激光水平仪,一个人就能在地面上量出一个网格图,并将点传送到天花板,从而确保器具。这可程度减少攀爬梯子或升降梯的次数,并节约时间和降低风险。过去花几个小时,现在只需几分钟,这使您的工作更更。有时需要帮助才能找到问题的根源即使您眼力出色,要在充满灰尘或阴暗的环境里看清一条粉笔线也并不容易。如果环境又潮又湿,粉笔线很可能会消失。
操作气泡水平仪、铅锤和粉笔等传统工具通常需要至少两个人。借助福禄克激光水平仪,一个人就能在地面上量出一个网格图,并将点传送到天花板,从而确保器具。这可程度减少攀爬梯子或升降梯的次数,并节约时间和降低风险。过去花几个小时,现在只需几分钟,这使您的工作更更。有时需要帮助才能找到问题的根源即使您眼力出色,要在充满灰尘或阴暗的环境里看清一条粉笔线也并不容易。如果环境又潮又湿,粉笔线很可能会消失。
(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。
测试仪表校准封-电话场效应管为什么需要从9A变成5A性能更可靠,场效应管的损耗通常来自导通损耗与关损耗两种,但在高频小电流条件下以关损耗为主,由于9A的场效应管在工艺上决定了其栅极电容较大,需要较强的驱动能力,在驱动能力不足的情况下导致其关损耗急剧上升,特别在高温情况下由于热耗散不足,导致结点温度超标引发失效。如果在满足设计裕量的条件下换成额定电流稍小的场管以后,由于两种场管在导通内阻上并不会差距太大,且导通损耗在高频条件下相比关损耗来说几乎可以忽略不计,这样一来5A的场管驱动起来就会变得容易很多,关损耗降下去了,使用5A场管在同样的温度环境下结点温度降低在可控范围,自然就不会再出现热耗散引起的失效了,当然遇到这种情况增强驱动能力也是一个很好的法。
测试仪表校准封-电话场效应管为什么需要从9A变成5A性能更可靠,场效应管的损耗通常来自导通损耗与关损耗两种,但在高频小电流条件下以关损耗为主,由于9A的场效应管在工艺上决定了其栅极电容较大,需要较强的驱动能力,在驱动能力不足的情况下导致其关损耗急剧上升,特别在高温情况下由于热耗散不足,导致结点温度超标引发失效。如果在满足设计裕量的条件下换成额定电流稍小的场管以后,由于两种场管在导通内阻上并不会差距太大,且导通损耗在高频条件下相比关损耗来说几乎可以忽略不计,这样一来5A的场管驱动起来就会变得容易很多,关损耗降下去了,使用5A场管在同样的温度环境下结点温度降低在可控范围,自然就不会再出现热耗散引起的失效了,当然遇到这种情况增强驱动能力也是一个很好的法。