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工程类实验室贺州-CNAS检测公司
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-05 00:22:43
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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。
此外,通过一台监测设备实施多种测量功能(如血糖和血红蛋白)已成为行业趋势。这些功能需要更复杂的系统配置、更高的测量精度以及更长的电池续航时间。瑞萨电子RL78/L1A系列低功耗16位微控制器是专为应用中使用的电池供电型感应设备,如血糖监测仪、乳酸盐分析仪、胆固分析仪和其它配备生物化学传感器的设备而设计的。它采用80和100引脚的LFQFP封装,配备液晶显示器(LCD)驱动器和增强型模拟外设,如12位A/D转换器、12位D/A转换器、比较器、高精度轨至轨运算放大器和关结构,闪存容量可达128KB。
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。
此外,通过一台监测设备实施多种测量功能(如血糖和血红蛋白)已成为行业趋势。这些功能需要更复杂的系统配置、更高的测量精度以及更长的电池续航时间。瑞萨电子RL78/L1A系列低功耗16位微控制器是专为应用中使用的电池供电型感应设备,如血糖监测仪、乳酸盐分析仪、胆固分析仪和其它配备生物化学传感器的设备而设计的。它采用80和100引脚的LFQFP封装,配备液晶显示器(LCD)驱动器和增强型模拟外设,如12位A/D转换器、12位D/A转换器、比较器、高精度轨至轨运算放大器和关结构,闪存容量可达128KB。
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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种种的不确定使得电网的安全稳定运行将承受更大的考验。对于间歇式可再生能源的功率波动问题,利用储能平滑波动,参与调峰的相关技术已经有所研究,而电动汽车在一天当中的大部分时间都是空闲状态,可以看成是分布式储能,消纳过度的可再生能源,并在电网峰荷期向其输送电能,同时还可以优化风电并网的经济性。电能质量电动汽车蓄电池充电属非线性负荷,其接入也会增加相应的包含大量电力电子装置的充电设备,充电过程中会产生谐波,采用PWM整流+DC/DC充电机和相应的控制策略,能把谐波限制在较低水平,但其受到容量、成本等限制,并不能得到广泛的应用。
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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种种的不确定使得电网的安全稳定运行将承受更大的考验。对于间歇式可再生能源的功率波动问题,利用储能平滑波动,参与调峰的相关技术已经有所研究,而电动汽车在一天当中的大部分时间都是空闲状态,可以看成是分布式储能,消纳过度的可再生能源,并在电网峰荷期向其输送电能,同时还可以优化风电并网的经济性。电能质量电动汽车蓄电池充电属非线性负荷,其接入也会增加相应的包含大量电力电子装置的充电设备,充电过程中会产生谐波,采用PWM整流+DC/DC充电机和相应的控制策略,能把谐波限制在较低水平,但其受到容量、成本等限制,并不能得到广泛的应用。
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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烟雾传感器利用烟雾敏感元件受烟雾(主要是可燃颗粒)浓度影响阻值变化的原理向主机发送烟雾浓度相应的模拟信号。烟雾传感器主要有离子式烟雾传感器、光电式烟雾传感器和气敏式烟雾传感器。其中,离子探测器由不带电的粒子经电离后形成带电的粒子(离子),故称之为离子式烟雾探测器,适用于放性火灾的探测;光电式烟雾传感器的探测腔设置了光学传感器(发射光源和光电接收器),烟雾进入探测腔会阻挡光的发射而产生散射,光电接收器会接收到由于光的散射而产生变化的信号,继而产生电流信号的改变。
烟雾传感器利用烟雾敏感元件受烟雾(主要是可燃颗粒)浓度影响阻值变化的原理向主机发送烟雾浓度相应的模拟信号。烟雾传感器主要有离子式烟雾传感器、光电式烟雾传感器和气敏式烟雾传感器。其中,离子探测器由不带电的粒子经电离后形成带电的粒子(离子),故称之为离子式烟雾探测器,适用于放性火灾的探测;光电式烟雾传感器的探测腔设置了光学传感器(发射光源和光电接收器),烟雾进入探测腔会阻挡光的发射而产生散射,光电接收器会接收到由于光的散射而产生变化的信号,继而产生电流信号的改变。
(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。
工程类实验室贺州-CNAS检测公司检测器的发展经历了圆形,半圆形和扇形几个阶段。是否使用完全的米氏理论因为米氏光散理论非常复杂,数据量大,所以有些厂家忽略颗粒本身折光和吸收等光学性质,采用近似的米氏理论,造成适用范围受限制,漏检几率增大等问题。准确性和重复性指标越高越好。采用NIST标准粒子检测。稳定性仪器稳定性包括光路的稳定性和分散系统的稳定性和周围环境的影响。一般来讲选用气体激光器,使用光学,有助于光路的稳定。内部发热部件(如50瓦的钨灯)将影响光路周围环境。
工程类实验室贺州-CNAS检测公司检测器的发展经历了圆形,半圆形和扇形几个阶段。是否使用完全的米氏理论因为米氏光散理论非常复杂,数据量大,所以有些厂家忽略颗粒本身折光和吸收等光学性质,采用近似的米氏理论,造成适用范围受限制,漏检几率增大等问题。准确性和重复性指标越高越好。采用NIST标准粒子检测。稳定性仪器稳定性包括光路的稳定性和分散系统的稳定性和周围环境的影响。一般来讲选用气体激光器,使用光学,有助于光路的稳定。内部发热部件(如50瓦的钨灯)将影响光路周围环境。