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发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-18 17:16:04
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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。
所谓智能传感器,就是指传感器在基本的功能之外,具有自动调零、自校准、自标定功能,同时具备逻辑判断和信息能力,能对被测量信号进行信号调理或信号。与国外相比,我国智能传感器的研究主要集中在以下几方面:一是采用先进的微电子技术、计算机技术,研究发出将传感器和微器结合、具有各种功能的单片集成化智能传感器,这是当前智能传感器的主要发展方向之一;二是针对传感器的材料,利用生物工艺和纳米技术,发分子和原子生物传感器,这将为以后智能传感器的发展奠定基础;三是整合芯片技术,结合敏感电子元件,研发出混合型集成智能传感器,这种传感器精度更高、成本更低、稳定性更好。
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。
所谓智能传感器,就是指传感器在基本的功能之外,具有自动调零、自校准、自标定功能,同时具备逻辑判断和信息能力,能对被测量信号进行信号调理或信号。与国外相比,我国智能传感器的研究主要集中在以下几方面:一是采用先进的微电子技术、计算机技术,研究发出将传感器和微器结合、具有各种功能的单片集成化智能传感器,这是当前智能传感器的主要发展方向之一;二是针对传感器的材料,利用生物工艺和纳米技术,发分子和原子生物传感器,这将为以后智能传感器的发展奠定基础;三是整合芯片技术,结合敏感电子元件,研发出混合型集成智能传感器,这种传感器精度更高、成本更低、稳定性更好。
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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另外,采用这种分布式供电方式,电源系统漏电流更小,智能机器人会更加安全;超宽范围的输入输出电压,即使再多的各种供电负载,仅需此系列模块电源就能轻松灵活实现,大大降低了设计周期、设计难度,提升了系统稳定性,以及大幅降低了产品生产周期,优化了链及生产的管理。毫无疑问,未来人工智能将越来越紧密地融入到人类生活当中,智能机器人将能够自主学习,跟人交流,并拥有意识和创造性。它们将服务于人类,致力于,交通,教育及客服等各种行业,帮助人类过更有品质的生活,让世界变得更加美好。
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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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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说到测量长度大家并不陌生,无论是装修房子还是测量尺寸,很多时候都会遇到。通常我们都会使用米尺或卷尺进行测量,这种传统的方式耗时较长,容易出现误差。VH-8是世界上 双向激光测距仪,与普通激光测距仪相比,它可以通过向被测量区域的两端同时发射激光束,从而获得的测量数值。VH-8可以从两端分别发射激光束,测量每束光反射到传感器所花费的时间。由于采用恒定光源,VH-8可以高精度地计算出自身与目标之间的距离。
说到测量长度大家并不陌生,无论是装修房子还是测量尺寸,很多时候都会遇到。通常我们都会使用米尺或卷尺进行测量,这种传统的方式耗时较长,容易出现误差。VH-8是世界上 双向激光测距仪,与普通激光测距仪相比,它可以通过向被测量区域的两端同时发射激光束,从而获得的测量数值。VH-8可以从两端分别发射激光束,测量每束光反射到传感器所花费的时间。由于采用恒定光源,VH-8可以高精度地计算出自身与目标之间的距离。
(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。
量具校验南京-认证公司根据线路板的设计和具体情况,系统噪声有时候可以改善测量的精度。温湿度 数据采集板实际上可以凭借一种称为抖动的技术提高分辨率,使其超出规定的指标。抖动有时由软件命令控制,该技术将一个均方根振幅差不多等同于量化误差的高斯噪声叠加到信号上,因为噪声是随机的,软件可以在对测量结果取平均值时用取平均的方法将采集板规定指标放大,从而使测试结果更加准确,udele使用抖动技术时一个12位采集板可以达到14位分辨率。
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