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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。

投影比较仪的流行基于一个简单而为大家所熟知的事实：使用方便，非常适合在生产车间现场使用。目前，投影比较仪的销量并不逊于甚至超过了视觉测量系统的销量（虽然年轻一代的工人可能更欣赏摄像机和 器）。投影比较仪的优点是经久耐用，而且属于低技术产品，结构相当简单（仅包括一个工作台、一组透镜、一个光源、一个投影屏和一面反射镜）。今后，投影比较仪在车间的作用或许会被摄像测量系统所取代（目前测量系统通常安放在计量室，主要用于终检工序）。
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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此方法运行成本低、灵活便捷，通常用于装备的前期发过程中，偏重于对软件算法的测试。然而由于逼真度低，与实际环境差异过大，对于正式装备的性能测试仅具有参考作用，大多数场合无法作为 终验证手段。第三种测试方法是半实物模拟测试，此方法是在前两种方法有机结合的基础上发展而来的。它利用数据采集或数学建模的方法组建数字化复杂电磁环境信息数据库，根据实际测试场景需求，计算波形数据，基于复杂信号发生技术，通过波形发生的方式产生实际电磁信号，人为构建高逼真度的复杂电磁环境，用于装备性能测试。
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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工频电磁场波形由于是测量电路存在周期性波动，那工频电磁场扰动的可能性更大，用示波器观测工频电磁场波形如，一般认为50Hz工频电磁场干扰是由两方面原因产生：50Hz工频干扰通过传导进入系统；50Hz工频干扰通过空间耦合进入系统。针对上述问题，消除50Hz工频电磁场干扰的方法也相对明确，有下述四种方案可供电路设计者去参考：利用电气隔离，阻断工频干扰的传导路径；敏感电路处搭建共模和滤波电路，滤除进入输入通道的工频扰动；软件中构建IIR陷波或者FIR带阻数字滤波器，消除工频干扰对测量结果的影响；降低测量引线回路面积，增加屏蔽，减弱空间耦合效应。

(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。

工程类实验室包头-CNAS检测公司电压暂降目前被公认为电子业危害的电能质量问题。芯片测试仪:电压低于85%时，测试仪停止工作，芯片、主板被毁坏工业机器人：由机器人控制对金属部件进行钻、切割等精密的机械工具，为保证产品质量和安全，工作电压槛值一般设为90%，当电压低于此值、持续时间超过40～60ms时，被跳闸。变频调速器：当电压低于70%且持续时间超过120ms时，ASD被切除。而对于一些精细业中的电机，当电压低于90%且持续时间超过60ms时，电机就会跳闸而退出运行。