风洞测试用微型脉动压力传感器

2023-1-18 08:30:36 3426 MEMS压力传感器

0 CYG502微型动压传感器，目前为国内自主研发的最小尺寸的脉动压力传感器，广泛应用于风洞试验等空气动力学研究。作为科研测量用精密仪器，为降低不必要损耗，着重介绍该传感器的特点及使用中的问题！ 01传感器的敏感元件该传感器敏感元件（芯片）采用MEMS压阻式原理设计，具备较高的固有频率（一般＞200kHz），既可测动态压力也可测静态压力；采用芯片正面承压的形式封装，只能测量干燥无腐蚀不导电的气体（探头不可接触水、包括水蒸气冷凝水等）；该传感器外径尺寸只有2.1mm,设计为绝压测量（参考压力为芯片背面密封的真空腔）形式，（注：表压测量选用CYG503或CYG504，参考压为大气压；后期文章补充介绍）；为兼顾精度和稳定性，目前最小量程为100kPa。 02传感器的安装形式 CYG502微型动压传感器设计有2种安装形式，一种为探针型（光杆、外径2.1mm），标准长度为18mm(可设计短款为11mm);另一种为螺纹型(M3.5x0.6);探头尺寸如下图。探针型一般采用胶粘固定，涂胶时只能涂探针周围，禁止涂端面（堵塞探头感压面会导致传感器报废）。 03传感器配套信号放大器选择传感器原始输出为mV信号，为方便采集，标准产品一般配备有信号放大器。放大器内置了温度补偿、滤波降噪及信号放大电路。为满足动态压力测试要求，配套放大器同样采用高频电路设计，目前设计带宽有20kHz、100kHz和200kHz三种;风洞等空气动力实验常用20kHz，测量冲击波等变化更快的压力常用100kHz或200kHz。 04如何接线 01不配信号放大器不配信号放大器的CYG502型传感器，供电一般为10VDC恒压，输出为mV信号。传感器线缆为5芯屏蔽线缆，颜色分别为红、黄、蓝、绿、黑；其中红线接电源＋、黄线接电源 -、蓝线接信号＋、绿线接信号 -、黑线空置。一般由用户提供后端仪器配套插头并给明接线定义，委托厂家焊好插头即可。 02配信号放大器正常测试工况，CYG502传感器一般都会配备信号放大器，此时型号变更为CYG1502，供电为12～24VDC，输出0.1～5V。传感器与放大器航插连接，放大器后端出线为3根线缆，红色接电源＋，蓝色接信号＋，黄色同时接电源 - 和信号 - 。 03配电源适配器或采集仪为减少传感器接线麻烦，专门为用户设计一款多通道电源适配器（通道数一般为4的倍数），传感器与电源适配器航插连接；适配器与用户的采集仪由通用BNC接头连接。若传感器和采集仪同时订货，则由采集仪给传感器馈电，传感器与采集仪航插连接，无需接线。 05产品特写含放大器（探针型）不含放大器（螺纹型）电源适配器数据采集仪 06问&答问：测动压时频率是不是越高越好？答：不是！频率满足工况压力波动频率的5～10倍即可，频率过高在感应有用信号的同时也更容易耦合外部无效信号，即干扰信号过多。问：静压动压同时存在时量程如何选择？答：工况同时存在静压和动压，传感器探头正对来流方向，测的是总压。量程选择为静压与动压之和的1.5～2倍较为合适。问：传感器是否可以去掉温度补偿管或内置？答：不可以！由于压阻式传感器的输出容易受温度变化影响，因此需要增加温度补偿电路以修正这种影响；不能内置主要是探头空间有限。问：探针型传感器拆卸时是否可以直接拉拽线缆？答：不可以！线缆和探针管为灌胶密封，线缆头部接头与芯片引出的金丝连接，拉拽线缆会导致脱胶或金丝断线从而使传感器报废。问：螺纹型传感器安装时需注意什么？答：注意在旋转探头时，线缆及后端需要跟随探头一起转动，以防止绞线。若配有放大器，可将放大器先拔掉，待探头安装到位再插上。问：是否可采用手指按压的形式测试探头好坏？答：不可以！由于探头端面是约1mm厚度的金属膜片、芯片紧挨膜片，按压的固体力会对膜片或芯片造成不可逆的损伤。问：探针型和螺纹型哪种更好用？答：对于需要频繁拆卸、多次使用的场景，螺纹型更方便；对于区域布点较多，拧螺纹时转动空间受限，探针型更方便。问：探头损坏是否可维修？答：不可以！探头是传感器的核心元件，作为测量仪器，每一道工序都需要严格的测试以保证数据可靠，不同于机械装配更换零部件即可。问：同一量程的两个传感器的配套信号放大器是否可互换？答：不可以！由于芯片的原始信号输出并非一模一样，但最终需要的都是标准的0.1～5V信号，因此信号放大器部分的电路并非一致。出厂时放大器和探头部分有相互对应的编号，避免混用。问........？其他疑问欢迎留言补充像内行一样思考，于细节处铸匠心；像外行一样践行，于无知处怀诚心！ 0 本帖子中包含更多资源您需要登录才可以下载或查看，没有帐号？注册 x
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