测试设备校准淮南-校验公司

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世通仪器关于高温微压力传感器校准实的研究

在航天领域，常常需要在恶劣环境下实时测量环境的各种相关参量，其中就包括微小压力测量。由于测试工作处于高温、高热流、强电磁干扰、剧烈振动等恶劣的条件下，并且待测压力微小，此外还要求小型化、低功耗，故而传统的硅微压力传感器已难以满足测试需求。

功率的增大以及形状因数的变小迫使工厂摈弃成熟的线性稳压器方案，转而采用关稳压器方案。而采用关稳压器又产生了新的挑战。由于电感器要求使用额外的区域，因此关稳压器形状因数较大。必须考虑稳压器关频率与测量信号频率之间的关系。转换器的布局更加关键。设计 的关稳压器会提高本底噪声，并产生不必要的电磁兼容性(EMC)，将会干扰小型信号的检测。幸运的是，我们目前了集成电感器DC/DC关稳压器，可以限度地减少此类挑战。
相比之下光纤压力传感器有着无可比拟的优势:测量精度高、抗电磁干扰能力良好、绝缘性能好、性能稳定等，因此光纤压力传感器*接近测试需求。F-P光纤压力传感器更是以极高的测量灵敏度和精度、成熟的微压测量技术成为*，且只需在探头结构上辅以耐高温技术手段，使其能够适应高温环境，即能*终满足测试的要求。

高温微压力传感器基于F-P干涉敏感原理，使用耐高温材料外壳和支撑架，部件连接采用固体焊接等耐高温工艺，实现了在无引压管情况下对800℃高温介质微小压力的直接测量，并且通过对性敏感组件等易损件采取专门的限位、加固措施，提高了抗冲击、振动能力。
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在信号线为信号电流正向通道时，接地线会回流通道。显示了单端传输通道的基本原理图。单端传输通道单端接口的主要优点可概括为简洁性和较低的实施成本。然而，它们极易受噪声拾取的影响，因为引入到信号或者接地通道的噪声直接加到接收机输入，从而引起伪接收机触发。另一个问题是串扰，特别是在一些更高频率条件下，其为邻近信号和控制线路之间的电容和电感耦合。 终，由于信号线迹和接地层之间的物理差异，单端系统中产生的横向电磁波(TEM)会辐射到电路环境中，从而成为邻近电路的巨大电磁干扰源(EMI)。
为了在地面实验室模拟传感器的实际测量环境，我们设计了一种适用于高温微压力传感器的仪器校准实验系统，通过高低温真空试验装置和人机软件的结合，为仪器校准了一个稳定可靠、安全便捷的实验。

1、传感器测量原理

(1) 微压力测量原理

高温微压力传感器采用的是F-P干涉敏感原理，根据Fabry-Perot共振效应，F-P共振腔反射光的波长变化与两反射面之间的距离呈函数关系。如图1所示，为传感器原理示意图，感压反射面及其支撑膜片和静止反射面就构成了一个完整的F-P共振式压力敏感结构。根据薄膜性形变原理，压力敏感膜片在外界压力的作用下发生形变，从而改变F-P腔腔长，引起干涉谱变化，通过测量干涉光谱，即可得到作用在压力敏感膜上的压力变化，从而达到测量压力的目的。该结构的特点是灵敏度极高，可感受两个镜面之间纳米级的位移变化，可满足500 Pa微小压力的测量需要。

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x10档结构模型此时示波器输入信号衰减为被测入信号的1/10。对于较高频率的输入信号,容抗对于信号的影响会大于阻抗。，探头在x10档时，输入阻抗为10MΩ，输入电容10pF，输入信号的频率为100MHz，此时，探头输入容抗为Xc(Cp)=1/（2×π×f×C）=159Ω，此时容抗远远小于探头阻抗，信号电流更多的会通过输入电容的低阻回路，而高阻回路等效为旁路。探头作为测试的环节，能否将信号高保真的传输至示波器是能否准确测试分析的重点，所以，在测试较高频率信号时，需注意探头的带宽和输入电容是否合适，下表为ZDS2000系列示波器标配探头参数。

(2) 传感器的仪器校准原理

在传感器探头确定的情况下，参数k1,k的值可以通过公式直接计算求得，而温度敏感系数k2以及补偿修正常数C则需要通过校准实验才能确定。

将被校传感器与压力、温度标准具置于同一载荷环境，通过标准具得到压力、温度的标准量，通过解调模块得到传感器的输出值。将标准输人量与被校传感器的输出值绘制成传感器的校准曲线，再根据校准数据采用*小二乘法确定传感器的工作直线，用工作直线反映传感器的输人和输出之间的关系，从而确定k2及C的取值。通过校准曲线与工作直线的比较，可以计算得到被校传感器的静态基本性能指标。

测试设备校准淮南-校验公司可不可以用电长度为二分之一波长的馈线来让相位刚好转360度，从而消除影响呢？原理上当然没问题，准备二分之一的馈线是件麻烦事，其次，由于每个频率的波长不一样，所以只有特定频率能刚好转360度，也就是说测试结果只能在特定频率有效。测试天线的阻抗时，就必须要想其它法。以下是一个例子：首先看相位，测馈线电长度。如果有条件把馈线从天线上取下，如果不能取下，找远离天线谐振点的频率来读取就行了，这里测得馈线电长度约5.29米。