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测试仪表校验莆田-检测单位
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-18 09:08:00
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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。
也因为理想的元器件与现实情况的差异,导致我们在测量时就得特别注意,也必须特别考虑测量方法和选择测试条件。再来是电感器的频率响应特性。个是关于普通电感,由于来自线缆电阻和寄生电容的影响,也会使得实际的阻抗值和理想值间有所偏差,特别是在高频的时候。另外,高磁芯损耗的电感则是由于寄生电容和磁芯损耗的影响,同样会产生与理论值间的偏差。 是关于电容器频率响应的特性,是因为等效串联电阻的影响,使得实际测量结果与理论值有所偏差。
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。
也因为理想的元器件与现实情况的差异,导致我们在测量时就得特别注意,也必须特别考虑测量方法和选择测试条件。再来是电感器的频率响应特性。个是关于普通电感,由于来自线缆电阻和寄生电容的影响,也会使得实际的阻抗值和理想值间有所偏差,特别是在高频的时候。另外,高磁芯损耗的电感则是由于寄生电容和磁芯损耗的影响,同样会产生与理论值间的偏差。 是关于电容器频率响应的特性,是因为等效串联电阻的影响,使得实际测量结果与理论值有所偏差。
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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为解决这些挑战,新模块在电压和测量电流时,支持的电缆长度和连接电容都要超过传统SMU。4201-SMU和4211-SMU是为采用长电缆、关矩阵、通过栅极接触卡盘及其他夹具的测试装置专门设计的。这就让研究人员和测试工程师节省了大量的时间和成本,而这些时间和成本本来可以花费在故障排除和重新配置测试设置上。“因为要降低电流来节省能耗,精细测试装置所产生的高负载电容正成为一个日益严重的问题。在测试智能手机或平板电脑采用的大型LCD面板时,就面临着同样的问题。
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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为解决这些挑战,新模块在电压和测量电流时,支持的电缆长度和连接电容都要超过传统SMU。4201-SMU和4211-SMU是为采用长电缆、关矩阵、通过栅极接触卡盘及其他夹具的测试装置专门设计的。这就让研究人员和测试工程师节省了大量的时间和成本,而这些时间和成本本来可以花费在故障排除和重新配置测试设置上。“因为要降低电流来节省能耗,精细测试装置所产生的高负载电容正成为一个日益严重的问题。在测试智能手机或平板电脑采用的大型LCD面板时,就面临着同样的问题。
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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目标信号变得相干或相关,但不会恢复失真项。在测试中实现的修改方法是将每个本振(LO)频率器设置为不同的频率,然后在数字过程中以数字方式调谐数控振荡器(NCO),以校正修改。所示为ADI公司收发器ADRV9009的功能框图。每个波形发生器或接收器都是用直接变频架构实现的。DanielRabinkin的文章《前端非线性失真与阵列波形》详细地讨论了各种直接变频架构。4LO频率可以独立编程到各IC上。
目标信号变得相干或相关,但不会恢复失真项。在测试中实现的修改方法是将每个本振(LO)频率器设置为不同的频率,然后在数字过程中以数字方式调谐数控振荡器(NCO),以校正修改。所示为ADI公司收发器ADRV9009的功能框图。每个波形发生器或接收器都是用直接变频架构实现的。DanielRabinkin的文章《前端非线性失真与阵列波形》详细地讨论了各种直接变频架构。4LO频率可以独立编程到各IC上。
(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。
测试仪表校验莆田-检测单位在过去25年里,微控制器的内部外设发生了巨大的变化。 初许多微控制器只包含RAM、ROM,也许还有基本的定时器。随着微控制器的发展,更多的外设被基础到这种单价不超过一美元的器件中。定时器/计数器、PWM和包括UART、SPI和I2C在内的标准串行接口常用于这些廉价的微控制器。另一个重大变化是32位CPU正在取代同一价格范围的8位器件。但是即便有如此丰富的特性,对于廉价微控制器而言,随时都存在微控制器厂商不能迅速支持的项目 硬件接口或新的第三方接口。
测试仪表校验莆田-检测单位在过去25年里,微控制器的内部外设发生了巨大的变化。 初许多微控制器只包含RAM、ROM,也许还有基本的定时器。随着微控制器的发展,更多的外设被基础到这种单价不超过一美元的器件中。定时器/计数器、PWM和包括UART、SPI和I2C在内的标准串行接口常用于这些廉价的微控制器。另一个重大变化是32位CPU正在取代同一价格范围的8位器件。但是即便有如此丰富的特性,对于廉价微控制器而言,随时都存在微控制器厂商不能迅速支持的项目 硬件接口或新的第三方接口。