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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。

是全实物测试，将待测装备置于演习或实际 ，利用实际存在的复杂电磁环境对装备性能进行测试。此种方式 说服力，通常作为成熟型号武器装备的 终测试方法。因为此方式成本极高、风险大，很多场合是破坏性测试，并且所得到测试结果不具备遍历性，无法满足装备研制过程中的绝大多数的常规测试需求。第二种是基于计算机、数据库等技术的全数字测试。这种技术是通过数据采集或者数学建模的方式，将实际电磁环境的主要特征信息以数字格式存储于数据库中，在某种特定算法的驱动下，对待测装备的性能进行全数字测试。
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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ES11无线高压电流表，无线距离可达到3米，电流范围：.1mA-12A，钳口尺寸为直径5mm，配有伸缩式绝缘杆共长4米，方便，轻巧。ES11测量变压器侧边电流为其中一种应用方式。测试项目（变压器进线电流）从布袋里拿出ES11无线高低压电流表按下左侧接收器的红色POWER键跟右侧高压钳的红色POWER键机，高压钳与伸缩性绝缘杆连接找到变压器进线端，将高压钳直接插入。手拿接收器接收器上将会显示出电流是多少，此时的电流为5.49A旋转收缩绝缘杆，分别按下接收器上的POWER键跟高压钳上的POWER键关机。
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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宽带差分运算放大器的主要劣势在于其增益通常都很有限，且其增益级别也许在内部已经预设。根据应用的不同，可能需要为设计添加前置放大器，从而满足必须的增益要求。至于前置放大器应该采用宽带运算放大器，以满足ADC的预期输入频率。对于采样速率高达1GSPS的系统而言，这等于要求过采样系统具有高达500MHz的输入带宽。二级放大器电路图对于与大增益（如=10）一起工作并能保持这样大的带宽的运算放大器而言，其等同于5GHz增益带宽积（GBW）。

(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。

轻工实验室郴州-认证中心主器件为时钟者，可发起读从器件或写从器件操作。这时主器件将与一个从器件进行对话。当总线上存在多个从器件时，要发起一次传输，主器件将把该从器件选择线拉低，然后分别通过MOSI和MISO线启动数据发送或接收。SPI时钟速度很快，范围可从几兆赫兹到几十兆赫兹，且没有系统销。SPI在系统管理方面的缺点是缺乏流控机制，无论主器件还是从器件均不对消息进行确认，主器件无法知道从器件是否繁忙。必须设计聪明的软件机制来确认问题。