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发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-18 05:57:22
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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。
众所周知,电机是一种能将电能转化成机械能的设备,它广泛应用在工业、农业、工、轨道交通、家用电器、等领域,可以说是无处不在。尤其随着行业中变频调速技术的发展,支持实时控制的电机可以说是越来越多,因为它们具备一些不可替代的特点:可根据负载需要进行实时的输出转速、转矩调节,以实现运动控制或者节能的目的。这类电机都有一个共同点——需要驱动器控制, 典型的可数是伺服电机和变频电机了。像传统的风机、水泵行业,原本是用三相异步电机的,现在都该用变频器+变频电机的组合了,就是为了实现对电机的调速控制,达到节能减排的目的。
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。
众所周知,电机是一种能将电能转化成机械能的设备,它广泛应用在工业、农业、工、轨道交通、家用电器、等领域,可以说是无处不在。尤其随着行业中变频调速技术的发展,支持实时控制的电机可以说是越来越多,因为它们具备一些不可替代的特点:可根据负载需要进行实时的输出转速、转矩调节,以实现运动控制或者节能的目的。这类电机都有一个共同点——需要驱动器控制, 典型的可数是伺服电机和变频电机了。像传统的风机、水泵行业,原本是用三相异步电机的,现在都该用变频器+变频电机的组合了,就是为了实现对电机的调速控制,达到节能减排的目的。
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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汽车电子中有隔离和非隔离DUT,常用于在与发动机、BMS等容易产生瞬时高压的设备部分会采用隔离的通讯连接,隔离DUT的目的是为防止电磁干扰影响DUT通信信号以及瞬时高压脉冲损坏DUT;而非隔离DUT,则常用于与低压车载电子设备的通信。根据DUT类型,CANDT设计两种供电模式,隔离供电与非隔离供电,本文与读者浅谈隔离与非隔离电路原理和接线方式的区别,以及其对测试的影响。常见的CAN设备分为隔离和非隔离两类。
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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汽车电子中有隔离和非隔离DUT,常用于在与发动机、BMS等容易产生瞬时高压的设备部分会采用隔离的通讯连接,隔离DUT的目的是为防止电磁干扰影响DUT通信信号以及瞬时高压脉冲损坏DUT;而非隔离DUT,则常用于与低压车载电子设备的通信。根据DUT类型,CANDT设计两种供电模式,隔离供电与非隔离供电,本文与读者浅谈隔离与非隔离电路原理和接线方式的区别,以及其对测试的影响。常见的CAN设备分为隔离和非隔离两类。
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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单位时间内位移的增量就是速度。速度包括线速度和角速度,与之相对应的就有线速度传感器和角速度传感器,我们都统称为速度传感器。旋转式速度传感器的结构和特征旋转式速度传感器按形式分为接触式和非接触式两类。接触式旋转式速度传感器与运动物体直接接触,这类传感器的工作原理如所示。当运动物体与旋转式速度传感器接触时,摩擦力带动传感器的滚轮转动。装在滚轮上的转动脉冲传感器,发送出一连串的脉冲。每个脉冲代表着一定的距离值,从而就能测出线速度V。
单位时间内位移的增量就是速度。速度包括线速度和角速度,与之相对应的就有线速度传感器和角速度传感器,我们都统称为速度传感器。旋转式速度传感器的结构和特征旋转式速度传感器按形式分为接触式和非接触式两类。接触式旋转式速度传感器与运动物体直接接触,这类传感器的工作原理如所示。当运动物体与旋转式速度传感器接触时,摩擦力带动传感器的滚轮转动。装在滚轮上的转动脉冲传感器,发送出一连串的脉冲。每个脉冲代表着一定的距离值,从而就能测出线速度V。
(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。
轻工实验室黄山-认证中心当前,我国对新能源汽车有明确要求:规定了整车厂须具备动力系统、驱动系统、控制系统集成测试能力、电子电控测试系统功能测试能力;对于零部件厂商来说,这一块的测试发能力也是重中之重,包括型式试验及出厂测试等。电动汽车用电机及控制器的测试标准遵循国标《GB-T18488电动汽车用电机及其控制器》,试验项目包括一般性能、环境试验、温升试验、电机转矩特性及效率、再生能量回馈特性等测试。主要试验内容:空载试验、负载效率试验、堵转试验、电机温度、电机温升、过载能力试验、工作转速、超速试验、电机控制器保护试验等。
轻工实验室黄山-认证中心当前,我国对新能源汽车有明确要求:规定了整车厂须具备动力系统、驱动系统、控制系统集成测试能力、电子电控测试系统功能测试能力;对于零部件厂商来说,这一块的测试发能力也是重中之重,包括型式试验及出厂测试等。电动汽车用电机及控制器的测试标准遵循国标《GB-T18488电动汽车用电机及其控制器》,试验项目包括一般性能、环境试验、温升试验、电机转矩特性及效率、再生能量回馈特性等测试。主要试验内容:空载试验、负载效率试验、堵转试验、电机温度、电机温升、过载能力试验、工作转速、超速试验、电机控制器保护试验等。