仪器计量合肥-外校单位

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3、传感器的仪器校准实验
(1) 仪器校准实验过程
传感器的校准实验是为了测试高温微压力传感器在不同温度环境下,尤其是在高温环境下能否保持较高的测量精度和重复性,进而根据实验数据对传感器进行仪器校准,使得传感器能够在温度变化的环境下保持较高的测量精度和测量重复性。
仪器校准实验按照校准原理可分为以下环节:①测试传感器在不同温度下的压力敏感性能;②测试传感器输出与环境温度之间的关系,并以此对传感器进行校准,对温度的影响作出补偿;③压力、温度复合加载试验,测试校准后的传感器能否满足实际的应用需求。
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CAN一致性测试主要分为物理层、链路层、应用层三大部分测试内容。在CAN网络中,各节点遵循CAN一致性测试是保证总线稳定运行的重要前提。在物理层中,CAN总线设计规范对于CAN节点的输入电压阈值有着严格的规定,如果节点的输入电压阈值不符合规范,则在现场组网后容易出现不正常的工作状态,各节点间出现通信故障,所以输入电压阈值测试也是CAN物理层一致性测试中的重要部分。测试标准每个厂家在产品投入使用前,都要进行CAN节点的输入 入电压阈值标准,具体要求如表1所示。
如果不符合要求则需要重新校准,结果仍不理想则表明传感器自身存在缺陷,需要进一步优化设计。
由上述可知,传感器的校准需要大量的实验,受篇幅所限在此不多赘述,故这里只测试传感器在不同温度下的压力敏感性能,目的是验证该仪器校准实验系统是否达到期望的使用要求。
(2) 实验结果
调节载荷室温度至30℃,保持温度恒定的同时逐步增大压力,记录反射光波长,反复测量3次;提高载荷室腔内温度至250℃,重复上述实验。实验数据如表1所示。
经过计算,在30℃温度环境下,传感器非线性为1.77%,重复性为1.31%,综合精度为3.07%;而在250℃高温环境下,传感器非线性为3.05%,重复性为2.07,综合精度为5.12%。以上结果表明,温度升高对实验传感器的输出有较明显的影响,整体性能也有所降低。此外,通过此次仪器校准实验,很好地验证了该校准实验系统的使用性能,在实验过程中,载荷室内温度能长时间稳定在设定值±2℃的范围内,压力调节方便可靠,能较快地达到设定气压值,并稳定在设定值10.2Pa的范围内。
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实时频谱分析功能界面显示其中,荧光频谱图是基于频谱统计的二维图谱。在荧光频谱图中,横轴代表频率,纵轴代表幅度,像素点的色彩代表该频率点的幅度统计次数,如所示。通过荧光频谱图和无缝瀑布图对实现信号实现无丢失显示,实时频谱分析功能可以发现瞬态信号并显示信号的实时变化。荧光频谱原理示意图荧光频谱图的应用荧光频谱将一段时间内所统计的各个频率及相应幅度出现的次数转化为颜色,通过颜色揭示信号的概率。一般而言,荧光频谱图默认设置能够满足绝大数的信号显示要求。
综上所述,该仪器校准实验系统使此次校准实验进行顺利,很好地满足了实际需求,达到了设计要求。
4、结束语
通过分析高温光纤微压力传感器的测量结构和仪器校准原理,设计了一套基于高低温试验装置和上位机人机软件的校准实验系统,在地面实验室模拟了传感器实际测压环境,实现了传感器在高温微小压力环境下的校准。实验结果表明,该仪器校准实验系统能很好地满足测试需求,是一个稳定可靠、安全便捷的测试,为下一步传感器的仪器校准工作了保障。

仪器计量合肥-外校单位但使用较高分辨率(16位或16位以上)的系统时,传递函数的响应和理想的响应之间将存在较大的偏差。这是因为由A/D转换器及驱动器电路产生的噪声可降低该转换器的分辨率。此外,如果一种直流(DC)电压被施加到理想A/D转换器的输入端并进行了多次转换,那么数字输出应始终是同一个代码。但在现实中,输出代码却成了多个代码,在多个位置上分布(见下图的红点群集),具体取决于系统总噪声,其它因素还包括电压参考和驱动器电路。

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