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测试设备校正阜阳-检测单位
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-07 23:16:40
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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。
此类红外热像仪不需要制冷,且成本比量子探测器红外热像仪低。制冷型量子探测器采用锑化铟(InSb)、铟镓砷(InGaAs)或应变超晶格制成。这类探测器为光电探测器,即光子撞击像素点,转化为可存储于积分电容器的电子。像素采用的电子快门,通过断或短路积分电容器来控制快门。量子探测器在本质上比微测辐射热计的速度要快,主要原因是微测辐射热计必须要改变温度。与改变像素温度相反的是,量子探测器是将能量加到半导体中的电子里,提至高于进入导电带的探测器能量带隙,根据探测器的不同设计,可以测量为探测器电压或电流的变化。
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。
此类红外热像仪不需要制冷,且成本比量子探测器红外热像仪低。制冷型量子探测器采用锑化铟(InSb)、铟镓砷(InGaAs)或应变超晶格制成。这类探测器为光电探测器,即光子撞击像素点,转化为可存储于积分电容器的电子。像素采用的电子快门,通过断或短路积分电容器来控制快门。量子探测器在本质上比微测辐射热计的速度要快,主要原因是微测辐射热计必须要改变温度。与改变像素温度相反的是,量子探测器是将能量加到半导体中的电子里,提至高于进入导电带的探测器能量带隙,根据探测器的不同设计,可以测量为探测器电压或电流的变化。
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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当光线通过这些透镜单元后,就会形成明暗相间的可见区和盲区。由于每一个透镜单元只有一个很小的视角,视角内为可见区,视角外为盲区。任何两个相邻透镜单元之间均以一个盲区和可见区相间隔,它们断续而不重叠和交叉,如a。这样,当把透镜放在传感器正前方的适当位置时,运动的人体一旦出现在透镜的前方,人体辐射出的红外线通过透镜后在传感器上形成不断交替变化的阴影区(盲区)和明亮区(可见区),使传感器表面的温度不断发生变化,从而输出号。
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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当光线通过这些透镜单元后,就会形成明暗相间的可见区和盲区。由于每一个透镜单元只有一个很小的视角,视角内为可见区,视角外为盲区。任何两个相邻透镜单元之间均以一个盲区和可见区相间隔,它们断续而不重叠和交叉,如a。这样,当把透镜放在传感器正前方的适当位置时,运动的人体一旦出现在透镜的前方,人体辐射出的红外线通过透镜后在传感器上形成不断交替变化的阴影区(盲区)和明亮区(可见区),使传感器表面的温度不断发生变化,从而输出号。
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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在实际使用中,由于尘土、油污及有害气体的影响,使用时间一长,会产生老化,精度下降,湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断,一般说来,长期稳定性和使用寿命是影响湿度传感器质量的头等问题,年漂移量控制在1%RH水平的产品很少,一般都在±2%左右,甚至更高。湿度传感器的温度系数湿敏元件除对环境湿度敏感外,对温度亦十分敏感,其温度系数一般在0.2~0.8%RH/℃范围内,而且有的湿敏元件在不同的相对湿度下,其温度系数又有差别。
在实际使用中,由于尘土、油污及有害气体的影响,使用时间一长,会产生老化,精度下降,湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断,一般说来,长期稳定性和使用寿命是影响湿度传感器质量的头等问题,年漂移量控制在1%RH水平的产品很少,一般都在±2%左右,甚至更高。湿度传感器的温度系数湿敏元件除对环境湿度敏感外,对温度亦十分敏感,其温度系数一般在0.2~0.8%RH/℃范围内,而且有的湿敏元件在不同的相对湿度下,其温度系数又有差别。
(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。
测试设备校正阜阳-检测单位生命孕育的过程往往复杂而又状况百出,虽说通过加强对准的关照和护理能够在一定程度上确保胎儿的健康和安全,但仍然会有疏漏的地方。为此通常需要借助外部仪器对胎儿发育状况进行检测,其中胎心作为 早有的功能器,能够传递出与胎儿健康状况相关的重要信息。在使用传统听诊器进行人工胎儿心率检测时往往计数不准,而带数字显示功能的超声波多普勒胎儿监护仪又价格昂贵,仅方便使用,很难满足日常需求。随着传感器技术应用和发展,一种基于MEMS加速度传感器的无创胎心检测方法被提出来。
测试设备校正阜阳-检测单位生命孕育的过程往往复杂而又状况百出,虽说通过加强对准的关照和护理能够在一定程度上确保胎儿的健康和安全,但仍然会有疏漏的地方。为此通常需要借助外部仪器对胎儿发育状况进行检测,其中胎心作为 早有的功能器,能够传递出与胎儿健康状况相关的重要信息。在使用传统听诊器进行人工胎儿心率检测时往往计数不准,而带数字显示功能的超声波多普勒胎儿监护仪又价格昂贵,仅方便使用,很难满足日常需求。随着传感器技术应用和发展,一种基于MEMS加速度传感器的无创胎心检测方法被提出来。
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