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测试仪器校验达州-审厂
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-18 16:12:15
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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。
抖动引起的满量程信噪比由以下公式得出举个例子,频率为1Ghz,抖动为100FS均方根值时,信噪比为64dB。在时域中查看时,x轴方向的编码边沿变化会导致y轴误差,幅度取决于边沿的上升时间。孔径抖动会在ADC输出产生误差,如所示。抖动可能产生于内部的AD外部的采样时钟或接口电路。.孔径抖动和采样时钟抖动的影响显示抖动对信噪比的影响。图中显示了5条线,分别代表不同的抖动值。x轴是满量程模拟输入频率,y轴是由抖动引起的信噪比,有别于ADC总信噪比。
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。
抖动引起的满量程信噪比由以下公式得出举个例子,频率为1Ghz,抖动为100FS均方根值时,信噪比为64dB。在时域中查看时,x轴方向的编码边沿变化会导致y轴误差,幅度取决于边沿的上升时间。孔径抖动会在ADC输出产生误差,如所示。抖动可能产生于内部的AD外部的采样时钟或接口电路。.孔径抖动和采样时钟抖动的影响显示抖动对信噪比的影响。图中显示了5条线,分别代表不同的抖动值。x轴是满量程模拟输入频率,y轴是由抖动引起的信噪比,有别于ADC总信噪比。
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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DM滤波器衰减了中频段DM噪声(2MHz至30MHz)近35dBμV/m。此外高频段噪声(30MHz至100MHz)也有所降低,但仍超过限制水平。这主要是因为DM滤波器对于高频段CM噪声的滤除能力有限。C5标准下的噪声特性(带DM滤波器)显示了增加CM和DM滤波器后的噪声特性。与相比,CM滤波器的增加降低了近20dBμV/m的CM噪声。并且EMI性能也通过了CISPR25C5标准。C5标准下的噪声特性(带CM和DM滤波器)显示了不同布局下带CM和DM滤波器的噪声特性,其中滤波器与相同。
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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DM滤波器衰减了中频段DM噪声(2MHz至30MHz)近35dBμV/m。此外高频段噪声(30MHz至100MHz)也有所降低,但仍超过限制水平。这主要是因为DM滤波器对于高频段CM噪声的滤除能力有限。C5标准下的噪声特性(带DM滤波器)显示了增加CM和DM滤波器后的噪声特性。与相比,CM滤波器的增加降低了近20dBμV/m的CM噪声。并且EMI性能也通过了CISPR25C5标准。C5标准下的噪声特性(带CM和DM滤波器)显示了不同布局下带CM和DM滤波器的噪声特性,其中滤波器与相同。
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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根据这四个典型的谐波波形可以知道:在嵌入式系统实验室中,三相的电流波形为整流电路特征,电容充电过程才有电流,有明显的畸变。通过FFT可以看出3次、5次和7次谐波的THDi含量都很高。其中3次谐波畸变率78%,5次为49%,7次为28%,总谐波畸变率高达95.6%,但实验室消耗的功率较低,的B相电流为16A,考虑到建筑的供电变压器容量较大,系统阻抗较小,所以电压畸变率较低,并未超过标准限值。另一个需要注意的现象是中性线电流,当仅存在基波电流时,在中性线上会流过三相不平衡电流,各相基波电流相互抵消后的数值肯定小于相的单相基波电流。
根据这四个典型的谐波波形可以知道:在嵌入式系统实验室中,三相的电流波形为整流电路特征,电容充电过程才有电流,有明显的畸变。通过FFT可以看出3次、5次和7次谐波的THDi含量都很高。其中3次谐波畸变率78%,5次为49%,7次为28%,总谐波畸变率高达95.6%,但实验室消耗的功率较低,的B相电流为16A,考虑到建筑的供电变压器容量较大,系统阻抗较小,所以电压畸变率较低,并未超过标准限值。另一个需要注意的现象是中性线电流,当仅存在基波电流时,在中性线上会流过三相不平衡电流,各相基波电流相互抵消后的数值肯定小于相的单相基波电流。
(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。
测试仪器校验达州-审厂 我们熟悉的音频功率放大器,它将微弱的音频信号(2Hz~2kHz)进行功率放大后驱动大功率扬声器发声。宽带功率放大器相对于音频功放而言,具有更宽的工作频率,UT-M14是优利德公司发的一款宽带功率放大器,它的全功率带宽高达2MHz,输出功率1W,输出摆率SlewRate大于16V/μs,可适用于更多应用场景如:评估数字钳形表或数字万用表的性能。普通的数字钳形表或数字万用表一般都支持对交流电流的测量,但频率响应通常都在4Hz及以下,一些特殊的数字钳形表或数字万用表支持对1kHz范围内1A及以上的电流信号测量。
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