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工程类实验室宁德-认证单位
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-18 08:40:47
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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。
此外,如果因为鉴相器频率限制和电荷泵电流,您无法获得更高的回路带宽,伽马能够帮助您打破可实现回路带宽的限制。不过,如果您将伽马值设置的很大,则会明显延长锁定时间。所示为伽马对相位噪声的影响。回路带宽和相位边限相同,而伽马值不同。伽马值越高,由于噪声整形回路滤波器平缓度提升,VCO的提升斜率也会变低。:相位噪声vs伽马值为1.0882时;相位噪声vs伽马值为3.747时所示为二阶回路滤波器下可实现的回路带宽vs不同的伽马值。
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。
此外,如果因为鉴相器频率限制和电荷泵电流,您无法获得更高的回路带宽,伽马能够帮助您打破可实现回路带宽的限制。不过,如果您将伽马值设置的很大,则会明显延长锁定时间。所示为伽马对相位噪声的影响。回路带宽和相位边限相同,而伽马值不同。伽马值越高,由于噪声整形回路滤波器平缓度提升,VCO的提升斜率也会变低。:相位噪声vs伽马值为1.0882时;相位噪声vs伽马值为3.747时所示为二阶回路滤波器下可实现的回路带宽vs不同的伽马值。
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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传感器则是一个测量控制系统的“电五”,他感测到外界的信息,然后送给系统的器进行。如果一个系统没有传感器,就相当于人没有五。生物医学信号是生物医学工程学的一个重要研究领域,也是近年来迅速发展的数字信号技术的一个重要的应用方面,正是由于数字信号技术和生物医学工程的紧密结合,才使得我们在生物医学信号特征的检测、提取及临床应用上有了新的手段,因而也帮助我们加深了对人体自身的认识。
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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传感器则是一个测量控制系统的“电五”,他感测到外界的信息,然后送给系统的器进行。如果一个系统没有传感器,就相当于人没有五。生物医学信号是生物医学工程学的一个重要研究领域,也是近年来迅速发展的数字信号技术的一个重要的应用方面,正是由于数字信号技术和生物医学工程的紧密结合,才使得我们在生物医学信号特征的检测、提取及临床应用上有了新的手段,因而也帮助我们加深了对人体自身的认识。
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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典型充电器框图在有线应用中,变压器是一个带有核心的单元,可确保初级产生的(几乎)所有通量都能耦合到次级。这确保了高水平功率传输,进而助力构建高能效的充电器。为了打造无线充电器,变压器被分为初级和次级,初级(发射器)保留在充电器中,次级(接收器)位于将要充电的设备中。初级和次级之间的距离将因应用而异,并会对充电器的性能产生重大影响。通过将核心替换为“空气”,通量传输减少。如果在基于核心的变压器中,耦合系数(k)近似为1,那么在无线应用中,k的值将接近0.25。
典型充电器框图在有线应用中,变压器是一个带有核心的单元,可确保初级产生的(几乎)所有通量都能耦合到次级。这确保了高水平功率传输,进而助力构建高能效的充电器。为了打造无线充电器,变压器被分为初级和次级,初级(发射器)保留在充电器中,次级(接收器)位于将要充电的设备中。初级和次级之间的距离将因应用而异,并会对充电器的性能产生重大影响。通过将核心替换为“空气”,通量传输减少。如果在基于核心的变压器中,耦合系数(k)近似为1,那么在无线应用中,k的值将接近0.25。
(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。
工程类实验室宁德-认证单位其中同步采样法和频率重心法使用 为广泛。同步采样法顾名思义,就是使采样频率与基波频率同步改变。该方法从源头上保证数据的采样频率为基波频率的整数倍,如IEC61000-4-7标准就规定50Hz使用10倍基波采样率,采样数据经离散傅里叶变换即可得到各次谐波分量。同步采样常用硬件PLL实现,需要实时调整采样频率,频率的锁定需要时间,受限于滤波器及相关器件,很难到很宽的频域,也很难保证频谱特别丰富时的准确性。
工程类实验室宁德-认证单位其中同步采样法和频率重心法使用 为广泛。同步采样法顾名思义,就是使采样频率与基波频率同步改变。该方法从源头上保证数据的采样频率为基波频率的整数倍,如IEC61000-4-7标准就规定50Hz使用10倍基波采样率,采样数据经离散傅里叶变换即可得到各次谐波分量。同步采样常用硬件PLL实现,需要实时调整采样频率,频率的锁定需要时间,受限于滤波器及相关器件,很难到很宽的频域,也很难保证频谱特别丰富时的准确性。