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计量器具校准汕头-认证单位
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-05 20:34:24
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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。
仪表放大器是一种具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益单元。大多数情况下,仪表放大器的两个输入端阻抗平衡并且阻值很高,典型值≥109Ω。其输入偏置电流也应很低,典型值为1nA至50nA。与运算放大器一样,其输出阻抗很低,在低频段通常仅有几毫欧(mΩ)。运算放大器的闭环增益是由其反向输入端和输出端之间连接的外部电阻决定。与放大器不同的是,仪表放大器使用一个内部反馈电阻网络,它与其信号输入端隔离。对仪表放大器的两个差分输入端施加输入信号,其增益既可由内部预置,也可由用户通过引脚连接一个内部或者外部增益电阻器设置,该增益电阻器也与信号输入端隔离。
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。
仪表放大器是一种具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益单元。大多数情况下,仪表放大器的两个输入端阻抗平衡并且阻值很高,典型值≥109Ω。其输入偏置电流也应很低,典型值为1nA至50nA。与运算放大器一样,其输出阻抗很低,在低频段通常仅有几毫欧(mΩ)。运算放大器的闭环增益是由其反向输入端和输出端之间连接的外部电阻决定。与放大器不同的是,仪表放大器使用一个内部反馈电阻网络,它与其信号输入端隔离。对仪表放大器的两个差分输入端施加输入信号,其增益既可由内部预置,也可由用户通过引脚连接一个内部或者外部增益电阻器设置,该增益电阻器也与信号输入端隔离。
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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对有源天线阵列进行校准需要很长的生产测试时间。大型阵列可能包含成百上千个阵元,有必要通过表征这些阵元间的相位和增益关系,以确保精密的波束赋形。而且,进行阵元调整所需的测试时间会随着阵元数量的增加而大幅增长。使用多个相参测量通道能够有效地缩短测试时间。现在通常使用一台多端口网络分析仪在天线上执行相对增益和相位测量,一般是通过关矩阵对所有的天线端口或通道执行这种测量。这会产生很长的测试时间,尤其是对包含成百上千阵元的阵列。
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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对有源天线阵列进行校准需要很长的生产测试时间。大型阵列可能包含成百上千个阵元,有必要通过表征这些阵元间的相位和增益关系,以确保精密的波束赋形。而且,进行阵元调整所需的测试时间会随着阵元数量的增加而大幅增长。使用多个相参测量通道能够有效地缩短测试时间。现在通常使用一台多端口网络分析仪在天线上执行相对增益和相位测量,一般是通过关矩阵对所有的天线端口或通道执行这种测量。这会产生很长的测试时间,尤其是对包含成百上千阵元的阵列。
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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概述在所有射频和微波系统中几乎都要用到放大器,放大器更是通信、雷达或 转发系统中不可或缺的组成部分。如此普遍的应用使放大器测量为工程师们所熟知,在平时的测量中,我们关注较多的是其线性参数,诸如增益和回波损耗,输入和输出功率等,但是当放大器的输入功率超过一定值之后,它的工作状态也在发生变化,比如增益下降,谐波增大,互调增大等,如果不注意这一点会对系统的设计带来麻烦甚至毁灭性的破坏,诸如稳定性、增益压缩、功率消耗(或者效率)和失真测量越来越引起工程师们的重视,本文主要介绍41所研制的3672系列矢量网络分析仪中放大器增益压缩测量功能如何快速准确地进行放大器增益压缩等参数的测量。
概述在所有射频和微波系统中几乎都要用到放大器,放大器更是通信、雷达或 转发系统中不可或缺的组成部分。如此普遍的应用使放大器测量为工程师们所熟知,在平时的测量中,我们关注较多的是其线性参数,诸如增益和回波损耗,输入和输出功率等,但是当放大器的输入功率超过一定值之后,它的工作状态也在发生变化,比如增益下降,谐波增大,互调增大等,如果不注意这一点会对系统的设计带来麻烦甚至毁灭性的破坏,诸如稳定性、增益压缩、功率消耗(或者效率)和失真测量越来越引起工程师们的重视,本文主要介绍41所研制的3672系列矢量网络分析仪中放大器增益压缩测量功能如何快速准确地进行放大器增益压缩等参数的测量。
(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。
计量器具校准汕头-认证单位控制被测能发出各种预期的报文。步骤2:打CANScope的报文界面和“总线负载率”界面,发送ID填入111H,DLC为0,发送次数为无限。分别调整重复次数,使总线 使用ID筛选的方式,对应观察被测DUT的应用数据是否间隔时间是否正常。为筛选出被测DUT发出的181H的ID,通过增量时间的方式观察是否有异常。步骤3:打CANScope的报文界面和“总线负载率”界面,发送ID填入7FFH,DLC为8,发送次数为无限。
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