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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。

测试了一路200MHz载波的线性调频脉冲信号，脉冲周期5us，脉宽1us，带宽50MHz，同时给出了时域波形、包络及频谱测试结果。测试过程中，还可以灵活调整Span和RBW以便观测包络谱或者线状谱，从而对信号进行更加细致的分析。多通道频谱分析示波器具有多个模拟通道，每个通道均可以SpectrumView功能，因此支持多通道频谱测试。在复杂调试过程中，可以实现对多点的波形和频谱监测。类似于MSO64的多通道时域波形显示方式，所的频谱既可以“堆栈(Stacked)”显示，也可以“重叠(Overlay)”显示。
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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具体地说，对于每个被测的谐波分量，中心频率将设置为搜索基频的整数倍，并且执行一次零频宽扫描，幅度由测量数据的功率平均计算得到。测量完数目的谐波和幅度之后，总谐波失真测量结果将自动计算并显示在数据报表窗口。为使用谐波失真测量功能自动测量得到的显示界面，数据报表窗口中顺序列出了基频与谐波分量的频率和幅度，并给出了总谐波失真。根据测量报表，设系统中只有这两个谐波分量的话，总谐波失真为3.67%。该结果可由公式手动计算验证，报表中二次谐波与基频的幅度差为-29.1dB，三次谐波与基频的幅度差为-4.4dB，则总谐波失真为：谐波失真测量功能一键自动测量由此可见，中谐波失真自动测量的结果与中手动测量的结果是相互吻合的。
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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，如果要测量生成1GHz信号时的PA三次谐波，则三次谐波的频率就是3GHz。测量谐波功率的另一种方法是使用信号分析仪的零展频（zerospan）模式在时域中进行测量。配置为零展频模式的信号分析仪可以有效地进行一系列功率带内测量，并将结果以时间的函数形式表现出来。在此模式下，可以在时域上测量选通窗口中不同频率的功率，并使用信号分析仪内置的取平均功能进行计算。使用调制激励的谐波实际上，许多PA被用来放大调制信号，而且这些PA的谐波性能需要调制激励。

(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。

计量器具校准封-认证单位晶振，是电路中重要的电子元件，控制着系统运行的节拍。基于不同的应用场景，晶振有多种类型，无源晶振是其中价格便宜而又应用广泛的一种。在使用示波器测量无源晶振输出频率时，常常会发现晶振有输出无信号、晶振不起振等异常情况。本文就此情况略谈一二。无源晶振简介无源晶振，准确来说应叫Crystal（晶体），有源晶振则叫Oscillator（振荡器）。无源晶振是在石英晶片的两端镀上电极而成，其两管脚是无极性的。