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研究高温微压力传感器校准真实的

编辑:金沙官网        发布日期:2020-03-13        点击量:220

在航空航天领域,经常需要对环境的各种相关参数进行实时测量,包括微压力测量。仪器校准对机器、仪器等使准确。在规定条件下,为确定测量仪器或测量系统所指示的量值,或实物量具或参考物质所代表的量值,与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。校准可能包括以下步骤:检验、矫正、报告、或透过调整来消除被比较的测量装置在准确度方面的任何偏差。传统的硅微压力传感器由于测试工作温度高、热流大、电磁干扰强、振动剧烈等恶劣条件,被测压力小,而且要求微型化、低功耗,难以满足测试要求。与光纤压力传感器相比,它具有测量精度高、抗电磁干扰能力强、绝缘性能好、性能稳定等无可比拟的优点,因此光纤压力传感器最接近测试要求。F-P光纤压力传感器由于其测量灵敏度和精度高,微压力测量技术成熟,在探头结构上只需要耐高温技术,就可以适应高温环境,即最终能够满足测试。

基于 F-P 干涉敏感原理的高温微压传感器,采用耐高温材料制作壳体和支架、固体焊接连接零件和其他耐高温工艺,实现了无压力拉伸管直接测量800 °c 高温介质的微压,并对弹性敏感元件和其他易损件采取限位和强化措施,提高了抗冲击和振动能力。 为了模拟地面实验室传感器的实际安装和测量环境,设计了一套高温微压传感器仪表校准实验系统,为仪表校准提供了一个稳定、可靠、安全、方便的实验平台。

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F≤P干涉敏感原理。根据Fabry-Perot共振效应,F/P谐振腔中反射光的波长变化与反射面之间的距离有函数关系。如图1所示,对于传感器的原理图,压力敏感反射器及其支撑膜片和静态反射器构成了完整的F≤P共振压力敏感结构。根据薄膜的弹性变形原理,压力敏感膜片在外界压力作用下发生变形,从而改变F≤P腔的腔长,引起干涉谱的变化。通过对干涉谱的测量,可以得到压力敏感膜上的压力变化,从而达到测量压力的目的。该结构灵敏度高,能感受到两面反射镜之间的位移变化,能满足500 Pa微压力测量的需要。

传感器的仪器校准原理(2)

当确定传感器探头时,可以直接用公式计算参数K1和K的值,而温度敏感系数K2和补偿校正常数C则需要通过标定实验确定。

标定后的传感器和压力和温度标准放置在相同的负载环境中,标准工具获得标准量的压力和温度,通过解调模块获得传感器的输出值。

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