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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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实际的电路设计中,由于晶体管的关以及实际互连线的特性等原因导致电源在一定范围内波动。当实际供电值高于波动上 ,就会引起芯片工作的可靠性问题;当实际供电值低于下 会导致芯片的工作性能降低甚至不能工作;当电压波动幅度较大时,可能会直接影响相关电路的信号质量。基于上述这些问题,随着单板高速高密度的发展,电源完整性已经成为制约设计的一个重要因素。在硬件设计和调测过程中,必须首先保证电源电路高质量工作。
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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此外,传统的电梯检测技术只能检测出已出现的故障,难以诊断潜在的故障或预判电梯故障。随着电梯功能多样化、印制电路板密集化等方向发展,传统的电气检测技术已经很难满足于日益复杂的电梯电气故障检测,因此研究快速有效的故障诊断方法已经成为电梯电气故障诊断的迫切需求。红外热成像检测技术已在电力、核电等工程领域方面得到成功应用,推广至特种设备领域如电梯电气控制系统的故障检测也将是其重要用途之一。与传统电梯检测方法相比,基于红外热像检测技术的电梯电气系统故障诊断突出优势有:非接触式检测。
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。

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