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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。

示波器是一种常用的电子测量仪器，主要由示波管、水平放大器、竖直放大器、扫描发生器、触发同步、直流电源等组成。我们在使用示波器的时候对于示波器显波形原理是什么都了解过吗?下面小编就来为大家具体介绍一下吧。示波管是示波器的关键部件，当电子被加热发出电子束后，经电场加速打在荧光屏上就形成一个亮点，电子束在到达荧光屏之前要经过两对相互垂直的电偏转板，如果没有偏转电场的作用，电子束将打在荧光屏的;如果施加了偏转电场，电子束(亮点)的位置就会发生偏移。
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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如果只在竖直(Y轴)偏转板上加一交变的正弦电压Uy=U0sinωt，则电子束的亮点将随电压的变化在竖直方向来回运动。由于Ux=0，所以光点在X轴方向无位移，在荧光屏上将显示一条竖直亮线。如果只在水平(X轴)偏转板上加上一个与时间成正比的锯齿波扫描电压Ux=KT(它可由示波器内的扫描发生器产生的)，电子束将在水平方向作周期性地从一边匀速到另一边，如果锯齿波的周期较长，在荧光屏上可以看到电子束的过程，如果锯齿波的周期足够短，荧光屏上将只显示一条水平亮线。
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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LIN总线系统由于其相对较低的造价，LIN总线正被广泛应用于汽车的分布式电气控制系统中，如控制电动车窗、调节后视镜和车前灯等部位的步进马达和直流电源，或管理传感器采集到的关于气温或座位位置的信息等。LIN总线的传输字节高达20kbps。基于单主节点、多个从节点的结构，通常，从节点在收发器、微控制器、传感器的接口或由分立元件组成的激励驱动器的周围。 近研制出了一种带有LIN总线异步收发装置(UART)的微控制器，这种微控制器可同集成有其它从节点模块(如LIN总线收发器、电压调节器、看门定时器、激励驱动器和传感器接口)的附件一起配套使用。

(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。

仪器外校南阳-认证中心在示波器的日常使用中，小伙伴们使用 频繁的功能应该是参数测量，信号的频率、脉宽、幅度、均值等信息都可一览无遗。但这些测量结果是否存在误差？是否能让人信服呢？在示波器的日常使用中，小伙伴们使用 频繁的功能应该是参数测量。现在的示波器参数测量功能很强大，既可以测量频率、脉宽等时间信息，也可以测量幅度、均值等电压信息，还可以统计上升沿次数、面积等其他要素。不过对于这些测量结果，准确度是否让人信服？本文就以上升时间的测量误差为例，突出示波器在测量中的注意事项。