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工程类实验室广东-外校单位
发布用户:styqjcgs
发布时间:2024-05-18 00:20:07
工程类实验室广东-外校单位工程类实验室广东-外校单位
工程类实验室广东-外校单位工程类实验室校准过程中,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。
工程类实验室广东-外校单位工程类实验室校准过程中,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。
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。
为什么差距会这么大?我们到底改了什么?下面我们详细分析。首先,可以从张图中看到,PA31的“保持”指示灯亮着,此时打了保持功能,也就是说仪器上显示的数据是值,而不是实时数据。其次在第二排电流显示窗口,没有看到电流值,而在第三排功率显示窗口中却有功率数据,由此可知电流量程选择太大,这样会给测量带入更大的量程误差。除了仪器本身的设置对测试结果会造成影响外, 重要的还是接线方式。我们知道测试待机功率时,电流值非常小,所以功率很小。
(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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然后再使用另一条1m电缆从配线架连接到探头,所以从一个SMU到DUT的三芯同轴电缆的总长度是:(2x2m)+(2x5m)+(1m)=15m。除了三芯同轴电缆外,关矩阵本身也增加了电容,在计算测试系统总电容时可能需要包括进去。在测量通过关矩阵连接的FET器件的输出特点时,使用两个4211-SMU较使用两个传统SMU的结果明显改善。在这项测试中,其中一个SMU被偏置恒定栅极电压,另一个SMU扫描漏极电压,测量得到的漏极电流。
然后再使用另一条1m电缆从配线架连接到探头,所以从一个SMU到DUT的三芯同轴电缆的总长度是:(2x2m)+(2x5m)+(1m)=15m。除了三芯同轴电缆外,关矩阵本身也增加了电容,在计算测试系统总电容时可能需要包括进去。在测量通过关矩阵连接的FET器件的输出特点时,使用两个4211-SMU较使用两个传统SMU的结果明显改善。在这项测试中,其中一个SMU被偏置恒定栅极电压,另一个SMU扫描漏极电压,测量得到的漏极电流。
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,其 ,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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环路电源隔离器,和与其相近的两线变送器不同,其工作电压来自隔离器的“输入”端。典型的电压为7.5V-13.5V,这取决于生产厂商的产品。环路隔离器的输出是电流隔离的,它是输入电流的一个镜象反应。伴生在输出端的电压比输入端大大减小了,为7.5V左右。这就决定了它有350Ω全部环路负载的能力,这种有限的环路驱动能力是环路隔离器的主要限制。两线变送器两线隔离变送器和环路隔离器有类似隔离功能,但增加了一些 功能,它们可信号调节功能以适应各种输入,如热电偶、频率、RT应力、直流电流以及其它过程输入。
环路电源隔离器,和与其相近的两线变送器不同,其工作电压来自隔离器的“输入”端。典型的电压为7.5V-13.5V,这取决于生产厂商的产品。环路隔离器的输出是电流隔离的,它是输入电流的一个镜象反应。伴生在输出端的电压比输入端大大减小了,为7.5V左右。这就决定了它有350Ω全部环路负载的能力,这种有限的环路驱动能力是环路隔离器的主要限制。两线变送器两线隔离变送器和环路隔离器有类似隔离功能,但增加了一些 功能,它们可信号调节功能以适应各种输入,如热电偶、频率、RT应力、直流电流以及其它过程输入。
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线性度:通常情况下,传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。在实际工作中,为使仪表具有均匀刻度的读数,常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度(非线性误差)就是这个近似程度的一个性能指标。拟合直线的选取有多种方法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点偏差的平方和为的理论直线作为拟合直线,此拟合直线称为二乘法拟合直线。迟滞特性:表征传感器在正向(输入量增大)和反向(输入量减小)行程间输出-输入特性曲线不一致的程度,通常用这两条曲线之间的差值△MAX与满量程输出F?S的百分比表示。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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受到两部分铁芯闭合程度的影响,电流钳精度通常比互感器差。同样地基于电磁感应的电流钳也只能测量交流。基于霍尔效应的电流钳在铁芯中一个气隙放置霍尔元件。利用霍尔元件测量气隙中的磁感应强度,根据控制方式不同,有环和闭环两种类型。环霍尔型使用线性度较好的霍尔元件,霍尔元件输出电压正比于被测电流。闭环霍尔型使用零磁通技术,铁芯上有补偿线圈。当初级有被测电流在铁芯中产生磁通时,霍尔元件检测铁芯中的磁感应强度,通过负反馈将此误差电压转换为电流驱动补偿线圈,抵消铁芯中的磁通, 终被测电流与补偿线圈产生的磁通量大小一致方向相反,通过测量补偿线圈的电流即可按照匝数比换算出被测电流。
受到两部分铁芯闭合程度的影响,电流钳精度通常比互感器差。同样地基于电磁感应的电流钳也只能测量交流。基于霍尔效应的电流钳在铁芯中一个气隙放置霍尔元件。利用霍尔元件测量气隙中的磁感应强度,根据控制方式不同,有环和闭环两种类型。环霍尔型使用线性度较好的霍尔元件,霍尔元件输出电压正比于被测电流。闭环霍尔型使用零磁通技术,铁芯上有补偿线圈。当初级有被测电流在铁芯中产生磁通时,霍尔元件检测铁芯中的磁感应强度,通过负反馈将此误差电压转换为电流驱动补偿线圈,抵消铁芯中的磁通, 终被测电流与补偿线圈产生的磁通量大小一致方向相反,通过测量补偿线圈的电流即可按照匝数比换算出被测电流。