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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。

如果阻抗是无穷大，桥路就是断的，说明传感器有问题或者引脚的定义没有判断正确。零点的检测，用万用表的电压档，检测在没有施加压力的条件下，传感器的零点输出。这个输出一般为mV级的电压，如果超出了传感器的技术指标，就说明传感器的零点偏差超范围。加压检测，检单的方法是：给传感器供电，用嘴压力传感器的导气孔，用万用表的电压档检测传感器输出端的电压变化。如果压力传感器的相对灵敏度很大，这个变化量会明显。如果丝毫没有变化，就需要改用气压源施加压力。
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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RFID技术可应用于飞机作业与流程跟踪领域,通过采用RFID技术，系统能够自动采集生产数据和设备状态数据，为生产管理者企业业务流程所有环节的实时数据，结合各工序设备的工艺特点和相关的工艺、质量指标参数，进行各生产重要环节的工艺参数和设备运行参数等生产信息的在线监测和分析，帮助企业实现生产过程中半成品工序、成品工序的计量等。通过采用RFID技术，可极大提升业的水平。射频识别(RadioFrequencyIdentification,RFID)技术是现代科学技术在社会各方面的创新性应用。
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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从安全方面考虑，三个机柜都必须接大地，强电线路与信号线分避免干扰这些都是要遵循的基本原则。实际机柜间位置较远，接地对于高频干扰改善不多，只作为安全措施。解决这种问题一般考虑是从干扰源、传播路径、敏感设备三方面着手。驱动器和PA是成型的设备，不便于改动，考虑从传播路径入手，使用多芯屏蔽电缆连接扭矩传感器到测控柜，传感器端屏蔽层连接到传感器外壳，也与电机连通，另一侧屏蔽层接到测控柜机壳。 初的时候屏蔽层通过一根较长的线连接到测控柜，发现并没有改善， 使用铜片将整根线压到机柜，干扰得到很大衰减。

(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。

仪器校正洛阳-外校单位为了保证测试精度，PA系列功率分析仪采用了业界的同步时钟——高稳定性温度补偿的100MHz同步时钟，严格保证ADC对各通道电压、电流的同步采样，从而保证功率精度。100MHz同步时钟具体是一个什么概念，我们可以通过一组数据来反映。100MHz的同步时钟引起的时间误差为10ns，对于50Hz工频信号（周期20ms）而言，10ns的时钟误差引起的相位测量误差为：以上数据可能很多人看了并没有感觉，下面我们一个对比，用业内常用的10M同步时钟与PA系列100M同步时钟对不同相位角下测量的误差一个比对，相信大家看完之后就会明白同步时钟的重要性。