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仪器外校连云港-认证中心
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-01 17:09:43
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仪器外校连云港-认证中心仪器外校校准过程中,校准点数通常取6~11,校准循环次数通常取3~5,具体大小取决于被校传感器的精度和使用要求。
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2、校准实验系统设计
仪器校准实验系统由高低温真空试验装置和上位机人机软件组成,其中使用压力薄膜规和镍铬热电偶分别作为压力、温度参量基准,使用解调模块读出被校传感器的输出,系统结构如图2所示。
由P区引出的电极为阳极,由N区引出的电极为阴极,如下图所示,温度对二极管的性能有较大的影响,这是由于半导体材料的特性所致,温度升高时,二极管的正向压降将减小,每增加1oC,正向压降减小约2mV,可以从下图看出,由半导体理论可以得出,PN结所加端电压u与流过它的电流i的关系为:其中,Is为反向饱和电流,对于硅材料来说,Is约为10pA;q为电子的电量,q=1.6*10 3J/K;T为温度,kT/q可以用UT来代替,则常温下,即T=300K时,UT约为26mV。
(1) 高低温真空实验装置
高低温真空实验装置是为了模拟传感器实际测量环境而专门设计的,可以实现压力、温度的复合加载,由腔体、压力控制系统、温度控制系统和水冷循环系统等部分组成。
1) 腔体结构
腔体是高低温试验装置的核心部分,通过隔板分为载荷室和环境室两个腔室。载荷室模拟传感器前端接触到的外界环境,如高温、近真空、微小压力,即壳体外表面环境;环境室模拟传感器后端的工作环境,也就是壳体内部的环境。腔室结构示意图如图3所示。
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室内环境中计算机系统辐射频谱的测量本次测量在正常的室内电磁环境中进行。受测试计算机系统放置在高1m的木质测试台上,远离可能的辐射源及金属物体,显示器数据线及电源线垂直地面放置。采用HD0110LPDA7型对数周期天线,连接到TektronixWCA280A无线通信分析仪进行测量。测量分成两个步骤,首先测量环境中的背景噪声,然后让计算机正常工作,显示一幅图片情况下,测量其辐射频谱。室内环境中背景噪声频谱测量关闭待测量的计算机系统,测量环境中的背景噪声。
室内环境中计算机系统辐射频谱的测量本次测量在正常的室内电磁环境中进行。受测试计算机系统放置在高1m的木质测试台上,远离可能的辐射源及金属物体,显示器数据线及电源线垂直地面放置。采用HD0110LPDA7型对数周期天线,连接到TektronixWCA280A无线通信分析仪进行测量。测量分成两个步骤,首先测量环境中的背景噪声,然后让计算机正常工作,显示一幅图片情况下,测量其辐射频谱。室内环境中背景噪声频谱测量关闭待测量的计算机系统,测量环境中的背景噪声。
为了实现对载荷室温度、压力的复合加载,在载荷室的四周放置镍铬加热板加热,并带有热屏蔽板,使用两根镍铬热电偶测量载荷室环境温度,作为参考温度基准。在室温~375℃的范围内, 内,其测量精度为0.4%。通过压力控制系统调节载荷室内环境压力,使用MKS公司626系列压力薄膜规作为参考压力基准,其压力测量范围0.2~266 Pa,测量精度0.12%。
2) 压力控制系统
压力控制系统能够将载荷室和环境室抽至高真空状态,此外还可以调节载荷室内环境压力。它由机械泵、分子泵、限流阀、压控仪、气体流量计等部件组成。其中限流阀、压控仪用于腔室内压力的控制,气体流量计用于调节补气流量大小。
系统控制逻辑如图4所示。压控仪接收参数设置信号,与薄膜规测量信号进行比较,根据比较结果调节限流阀度的大小,经过不断地调节控制*终达到动态平衡,使得载荷室内气压等于设定压力值。此外,可以根据设定压力的大小调节补气阀度大小,例如若要达到一个较大的压力值,则可以适当增大补气流量,使得载荷室内气压更快地上升到设定压力。
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不过,此类应用中存在一个经常被忽视的问题,即外部信号导致的高频干扰,也就是通常所说的“电磁干扰(EMI)”。EMI可以通过多种方式发生,主要受 终应用影响。,与直流电机接口的控制板中可能会用到仪表放大器,而电机的电流环路包含电源引线、电刷、换向器和线圈,通常就像天线一样可以发射高频信号,因而可能会干扰仪表放大器输入端的微小电压。另一个例子是汽车电磁阀控制中的电流检测。电磁阀由车辆电池通过长导线来供电,这些导线就像天线一样。
不过,此类应用中存在一个经常被忽视的问题,即外部信号导致的高频干扰,也就是通常所说的“电磁干扰(EMI)”。EMI可以通过多种方式发生,主要受 终应用影响。,与直流电机接口的控制板中可能会用到仪表放大器,而电机的电流环路包含电源引线、电刷、换向器和线圈,通常就像天线一样可以发射高频信号,因而可能会干扰仪表放大器输入端的微小电压。另一个例子是汽车电磁阀控制中的电流检测。电磁阀由车辆电池通过长导线来供电,这些导线就像天线一样。
3) 温度控制系统
系统采用镍铬加热板加热,通过调节加热电流的大小达到控温的目的。加热电源采用PID控制系统,可以使载荷室从室温快速加温到800℃,并且温度可调、控温。
4) 水冷循环系统
系统配有水冷循环系统用于系统整体的冷却,其中载荷室配置TC WS制冷循环水机,控温范围为10~27℃,给腔室、分子泵等稳定的制冷循环水,保证设备稳定运行。
(2) 上位机人机软件
为了方便高温微压力传感器的仪器校准试验,我们使用FameView组态软件编写了上位机人机软件。该软件主要用于实时监控载荷室和环境室的很多人都以为蓄电池是汽车上的电源,其实并不是,发电机才是汽车上真正的电源。当发动机正常工作时,发电机的输出电压高于汽车蓄电池的电压,发电机向所有用电设备(起动机除外)供电,同时向蓄电池充电;而蓄电池只有在发动机起动时,用其内部存储的电能带动起动机工作。发电机及电压调节器、蓄电池、充电指示灯和相关的导线共同组成了汽车的供电系统,它们之间的连接关系如下图:下面分别来说说各元器件的作用。发电机发电机是汽车用电设备的主要电源。压力、温度状况,此外还具有数据存储功能。软件通过RS232协议与PLC进行通信,经由PLC控制高低温真空试验装置各个组件,实现了通过计算机远程控制的目的。
图5为该软件载荷室压力监控界面,当压力设定增大时,由于需要补气故响应速度较慢,相比之下,压力设定减小时响应迅速。
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更科学的指标是信号与噪声失真比(SINAD),以及有效位数(ENOB)。SINAD的测量需要输入一定频率、一定幅度的高信噪比正弦波给示波器,计算信号功率和噪声失真功率之比。ENOB在数学上可以通过SINAD计算得到。SINAENOB与输入信号频率、幅度的大小以及示波器的工作状态都有关。HRO不仅ADC位数比其他实时示波器高,也有极低的噪声水平。
更科学的指标是信号与噪声失真比(SINAD),以及有效位数(ENOB)。SINAD的测量需要输入一定频率、一定幅度的高信噪比正弦波给示波器,计算信号功率和噪声失真功率之比。ENOB在数学上可以通过SINAD计算得到。SINAENOB与输入信号频率、幅度的大小以及示波器的工作状态都有关。HRO不仅ADC位数比其他实时示波器高,也有极低的噪声水平。