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轻工实验室绍兴-外校单位
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-18 16:19:31
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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。
没考虑现在应用广泛的多级,多片摆线轮,多曲柄轴的传动精度的影响。在误差分析上只考虑到了针齿直径的影响、及参数对回转误差、扭转振动的影响关系。但并未考虑其双级、多片摆线齿轮、多个曲柄轴的结构中。使用此几何方法计算是比较困难的。之后日本的研究员日高照晃就始了这方面的研究。主要考虑了多级传动,多摆线齿轮传动和多曲柄轴结构。并采用了一种质量簧的等价模型理论。构造了摆线行星齿轮结构的回转传动误差的数学模型。
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。
没考虑现在应用广泛的多级,多片摆线轮,多曲柄轴的传动精度的影响。在误差分析上只考虑到了针齿直径的影响、及参数对回转误差、扭转振动的影响关系。但并未考虑其双级、多片摆线齿轮、多个曲柄轴的结构中。使用此几何方法计算是比较困难的。之后日本的研究员日高照晃就始了这方面的研究。主要考虑了多级传动,多摆线齿轮传动和多曲柄轴结构。并采用了一种质量簧的等价模型理论。构造了摆线行星齿轮结构的回转传动误差的数学模型。
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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同步检测是一项实用的技术,它可通过许多仪器仪表应用提取低于噪底的嵌入低电平信号。:测量非常小的电阻,测量在强背景光下光的吸收或反射,或者甚至在高噪声电平的情况下进行应变测量。当频率接近直流时,许多电气和物理系统都会有更高的噪声。,运算放大器有1/f的噪声,并且露天光学测量系统会受日光、白炽灯、荧光灯和其他光源造成的环境光照条件变化产生的噪声影响。如果可以使测量远离这些低频噪声源,则可以获得更高的信噪比并检测出弱得多的信号。
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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同步检测是一项实用的技术,它可通过许多仪器仪表应用提取低于噪底的嵌入低电平信号。:测量非常小的电阻,测量在强背景光下光的吸收或反射,或者甚至在高噪声电平的情况下进行应变测量。当频率接近直流时,许多电气和物理系统都会有更高的噪声。,运算放大器有1/f的噪声,并且露天光学测量系统会受日光、白炽灯、荧光灯和其他光源造成的环境光照条件变化产生的噪声影响。如果可以使测量远离这些低频噪声源,则可以获得更高的信噪比并检测出弱得多的信号。
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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磁保持继电器是近几年发展起来的一种新型的继电器,也是一种自动关。和其他电磁继电器一样,对电路起着自动接通和切断作用。所不同的是,磁保持继电器的常闭或常状态完全是依赖 磁钢的作用,其关状态的转换是靠一定宽度的脉冲号触发而完成的。磁保持继电器分为单相和三相。据有关介绍,目前市场上的磁保持继电器的触点转换电流可达15A;控制线圈电压分为DC9V、DC12V等。一般电器寿命1次;机械寿命1次;触点接触压降1mV。
磁保持继电器是近几年发展起来的一种新型的继电器,也是一种自动关。和其他电磁继电器一样,对电路起着自动接通和切断作用。所不同的是,磁保持继电器的常闭或常状态完全是依赖 磁钢的作用,其关状态的转换是靠一定宽度的脉冲号触发而完成的。磁保持继电器分为单相和三相。据有关介绍,目前市场上的磁保持继电器的触点转换电流可达15A;控制线圈电压分为DC9V、DC12V等。一般电器寿命1次;机械寿命1次;触点接触压降1mV。
(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。
轻工实验室绍兴-外校单位国内众多港口,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。
轻工实验室绍兴-外校单位国内众多港口,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。
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