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轻工实验室毕节-校验公司
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-04 13:45:57
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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。
传感器种类及品种繁多,原理也各式各样。其中电阻应变式传感器是被广泛用于电子秤和各种新型机构的测力装置,其精度和范围度是根据需要来选定的过高的精度要求对某种使用也无太大意义,过宽的范围度也会使测量精度降低,而且会造成成本过高及增艺上的困难,应根据测量对象的要求,恰当地选择精度和范围度是至关重要的。但无论何种条件、场合使用的传感器,均要求其性能稳定,数据可靠,经久耐用。为此,在研究高精度传感器的同时,必须重视可靠性和稳定性的研究。
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。
传感器种类及品种繁多,原理也各式各样。其中电阻应变式传感器是被广泛用于电子秤和各种新型机构的测力装置,其精度和范围度是根据需要来选定的过高的精度要求对某种使用也无太大意义,过宽的范围度也会使测量精度降低,而且会造成成本过高及增艺上的困难,应根据测量对象的要求,恰当地选择精度和范围度是至关重要的。但无论何种条件、场合使用的传感器,均要求其性能稳定,数据可靠,经久耐用。为此,在研究高精度传感器的同时,必须重视可靠性和稳定性的研究。
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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由Eq.1可以看出,试件表面的温度响应与试件厚度L有关。当脉冲线热源激励在薄板上时,由于盲孔缺陷处的L值减小,盲孔缺陷处表面温度的幅值会增大,且根据matlab模拟得出结论,温度的衰减也会慢于正常区域。进行Abaqus模拟后,得出结论:当线热源扫描至缺陷位置时,在缺陷处温度突然升高,高于无缺陷处的位置;当线热源扫描过缺陷后,在缺陷处的热图像上发生明显高温处的温度拖拽现象。针对在粗扫检测阶段发现的排除噪音后温度疑似缺陷的微区域,在细扫描阶段的检测原理中,在该微区域内进行提高功率的快速细扫描,将快速扫描的线激光近似看作为面激光脉冲加热。
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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由Eq.1可以看出,试件表面的温度响应与试件厚度L有关。当脉冲线热源激励在薄板上时,由于盲孔缺陷处的L值减小,盲孔缺陷处表面温度的幅值会增大,且根据matlab模拟得出结论,温度的衰减也会慢于正常区域。进行Abaqus模拟后,得出结论:当线热源扫描至缺陷位置时,在缺陷处温度突然升高,高于无缺陷处的位置;当线热源扫描过缺陷后,在缺陷处的热图像上发生明显高温处的温度拖拽现象。针对在粗扫检测阶段发现的排除噪音后温度疑似缺陷的微区域,在细扫描阶段的检测原理中,在该微区域内进行提高功率的快速细扫描,将快速扫描的线激光近似看作为面激光脉冲加热。
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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在这些裂缝处,三个如接力棒大小的金属传感器已经“上岗”。“像这些设备监测到的数据通过采集器会传送到监测预云,实现不间断的在线监测、分析和预。我们会将每周生成的数据报告加以整理,汇总成月报信息反馈给住建部门。”肖澎说。而试点这样的危旧房24小时监控,对于住户来说的好处就是对安全的多一重保障。“除了汇总监测的每幢危旧房的数据,我们还会根据楼房的变形程度启动分级预,提出相应的建议。”肖澎进一步解释道,“分级预主要分为四个级别,级别越高说明楼房变形越厉害,当到达四级预时,我们会立即进行危险排查,启动相关 ,根据排查情况由相关部门通知紧急撤离等。
在这些裂缝处,三个如接力棒大小的金属传感器已经“上岗”。“像这些设备监测到的数据通过采集器会传送到监测预云,实现不间断的在线监测、分析和预。我们会将每周生成的数据报告加以整理,汇总成月报信息反馈给住建部门。”肖澎说。而试点这样的危旧房24小时监控,对于住户来说的好处就是对安全的多一重保障。“除了汇总监测的每幢危旧房的数据,我们还会根据楼房的变形程度启动分级预,提出相应的建议。”肖澎进一步解释道,“分级预主要分为四个级别,级别越高说明楼房变形越厉害,当到达四级预时,我们会立即进行危险排查,启动相关 ,根据排查情况由相关部门通知紧急撤离等。
(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。
轻工实验室毕节-校验公司多种测试模式介质损耗测试仪能够分别使用内高压、外高压、内标准、外标准、正接法、反接法、自激法等多种方式测试;在外标准外高压情况下可以高电压介质损耗。CVT测试一步到位介质损耗测试仪还可以测试全密封的CVT(电容式电压互感器)CC2的介损和电容量,实现了CC2的同时测试。介质损耗测试仪还可以测试CVT变比和电压角差。高速采样信号介质损耗测试仪内部的逆变器和采样电路全部由数字化控制,输出电压连续可调。
轻工实验室毕节-校验公司多种测试模式介质损耗测试仪能够分别使用内高压、外高压、内标准、外标准、正接法、反接法、自激法等多种方式测试;在外标准外高压情况下可以高电压介质损耗。CVT测试一步到位介质损耗测试仪还可以测试全密封的CVT(电容式电压互感器)CC2的介损和电容量,实现了CC2的同时测试。介质损耗测试仪还可以测试CVT变比和电压角差。高速采样信号介质损耗测试仪内部的逆变器和采样电路全部由数字化控制,输出电压连续可调。
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