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工程类实验室湖州-外校单位
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-05 18:03:27
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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。
当性轴受扭时,应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器AD620放大成1.5v±1v的强信号,再通过V/F转换器变换成频率信号,通过信号环形变压器T2从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈,再经过外壳上的信号电路滤波、整形即可得到与性轴承受的扭矩成正比的频率信号,该信号为TTL电平,既可给 二次仪表或频率计显示也可直接送计算机。由于该旋转变压器动——静环之间只有零点几毫米的间隙,加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内,形成有效的屏蔽,因此具有很强的抗干扰能力。
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。
当性轴受扭时,应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器AD620放大成1.5v±1v的强信号,再通过V/F转换器变换成频率信号,通过信号环形变压器T2从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈,再经过外壳上的信号电路滤波、整形即可得到与性轴承受的扭矩成正比的频率信号,该信号为TTL电平,既可给 二次仪表或频率计显示也可直接送计算机。由于该旋转变压器动——静环之间只有零点几毫米的间隙,加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内,形成有效的屏蔽,因此具有很强的抗干扰能力。
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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此外,一些重点场所也始布置毫米波人体安检仪,如大使馆、机关、大型会场和体育场馆等。在前两代产品获得巨大成功的基础上,罗德与施瓦茨推出的RSQPS201快速人体安检仪,进一步优化了硬件设计、检测算法、时间、安检通道设计等等多种要素,提升了安检仪的精度、效率、可靠性,契合 各地机场的多样化需求。目前已经通过上述三大机构的认证许可,并在各大机场大量投入使用,以其高扫描速度,高分辨率和高检出率广受客户的好评。
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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此外,一些重点场所也始布置毫米波人体安检仪,如大使馆、机关、大型会场和体育场馆等。在前两代产品获得巨大成功的基础上,罗德与施瓦茨推出的RSQPS201快速人体安检仪,进一步优化了硬件设计、检测算法、时间、安检通道设计等等多种要素,提升了安检仪的精度、效率、可靠性,契合 各地机场的多样化需求。目前已经通过上述三大机构的认证许可,并在各大机场大量投入使用,以其高扫描速度,高分辨率和高检出率广受客户的好评。
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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M9703A具有实时DDC功能和超高带宽,可作为该测试系统的解决方案,特别适用于校准应用。其多模块同步功能可卓越的通道间相位相参性。虽然参考解决方案针对的是窄带测量,但是M9703A也能捕获带宽更宽的信号(使用DDC特性时可达300MHz,不使用DDC时可达600MHz)。设大多数相位阵列天线都是在射频/微波频率上,并且使用一个中频数字转换器,此时有必要利用模拟混频技术将捕获到的信号下变频至M9703A通带内的中频。
M9703A具有实时DDC功能和超高带宽,可作为该测试系统的解决方案,特别适用于校准应用。其多模块同步功能可卓越的通道间相位相参性。虽然参考解决方案针对的是窄带测量,但是M9703A也能捕获带宽更宽的信号(使用DDC特性时可达300MHz,不使用DDC时可达600MHz)。设大多数相位阵列天线都是在射频/微波频率上,并且使用一个中频数字转换器,此时有必要利用模拟混频技术将捕获到的信号下变频至M9703A通带内的中频。
(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。
工程类实验室湖州-外校单位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。
工程类实验室湖州-外校单位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。
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