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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。

必须是交流电供电。互换性目前，湿度传感器普遍存在着互换性差的现象，同一型号的传感器不能互换，严重影响了使用效果，给维修、调试增加了困难，有些厂家在这方面作出了种种努力，（但互换性仍很差）取得了较好效果。湿度校正校正湿度要比校正温度困难得多。温度标定往往用一根标准温度计作标准即可，而湿度的标定标准较难实现，干湿球温度计和一些常见的指针式湿度计是不能用来作标定的，精度无法保证，因其要求环境条件非常严格，一般情况，（在湿度环境适合的条件下）在缺乏完善的检定设备时，通常用简单的饱和盐溶液检定法，并测量其温度。
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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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。
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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我司柔性线圈电流传感器系列(带积分器)，即RogowskiCoil(洛氏线圈)电流传感器，采用先进的罗氏线圈技术，是一个在非铁磁性材料上均匀缠绕的环形线圈，无磁滞效应，几乎为零的相位误差，无磁饱和现象，线性度极高。柔性线圈是电流对时间的微分，积分器通过对输出电压信号进行积分(~1V)，真实还原被测电流，输出完整的信号波形，其测量电流范围可从1安培到几万安。主要用于电流、高次谐波电流(可达4次)、复杂波形电流、瞬态冲击电流、相位、电能、功率、功率因数等检测；配带积分器后可更便捷地集成到其他测试设备，如电能质量分析仪、谐波分析仪、电力参数 、相位检测分析仪、工业控制装置、示波器、高精度数字多用表、瞬态冲击 、分布式测量系统、保护系统等。

(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。

工程类实验室南京-第三方公司CAN（控制器区域网络）总线是一种在汽车和工业机械中使用的串行协议，允许微控制器相互通讯。该标准 初由RobertBoschGmbH于1983年制定。它使用双绞线上传输差分信号，分别为CAN高（CANH）和CAN低（CANL），当线路受到共模干扰之后，信号差值不变，信号依然能够正确被解析。AN总线上传输的电平特点CAN总线上发布了ISO11898和ISO11519两个通信标准，分别对应高速CAN和容错CAN。