工程类实验室德阳-校准公司

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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。

如果主要目的是滤除高频噪声，则应将电容器增加至所需滤波的值。，100kHz的滤波频率需要一个80nF电容。该电容器可以有一个低额定电压值，但应具有良好的高频特性。所需的电容器值可通过下面的公式计算：瞬态在瞬态共模电压大于30伏特（V）的应用中，需要瞬态电路。有关如何设计瞬态电路的详细信息，请参阅NCS21xR数据表中的基本连接应用注释。滤波并不总是必需的，具有的动态变化电流的电池供电的直流电路将是一个例子。
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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所有电器连接线均需穿金属管，连好保护接地线。光纤通信线虽已有加强护套但仍应注意避免意外损伤。测量车与配电箱金属管之间的线路应穿橡胶管并通过拖链以免测量车上下线时损坏线路。主控机柜确认现场预留的动力电源（交流照明电）电压符合要求，即可将电源引线接至交流净化稳压电源。按照用户要求将主控机柜摆放到位，将交流净化稳压电源以及测量车、现场LED显示屏的转接线缆连接到主控机柜后面板的插孔上。现场LED显示屏的将现场LED显示屏按现场实际条件和需要挂装到适当位置。
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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即便如此，在输入时信噪比(SNR)也会受影响。在这些应用中，可编程增益仪表放大器(PGIA)是适合前端的解决方案，可适应各种传感器接口的灵敏度，同时优化SNR。集成PGIA可实现良好的直流和交流规格。本文讨论各种集成PGIA及其优势。文中还会讨论相关限制，以及为满足特定要求而构建分立PGIA时应遵循的指导原则。集成PGIAADI公司的产品系列中有许多集成PGIA。集成PGIA具有设计时间更短、尺寸更小的优势。

(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。

工程类实验室德阳-校准公司作为人类获取信息的工具，传感器是现代信息技术的重要组成部分。在传统意义上的传感器输出的多是模拟量信号，本身不具备信号和组网功能，需连接到特定测量仪表才能完成信号的和传输功能。但智能传感器能在内部实现对原始数据的，并且可以通过标准的接口与外界实现数据，以及根据实际的需要通过软件控制改变传感器的工作，从而实现智能化、网络化。总的来说，智能传感器具有以下几个主要特点及优势：1.精度高智能传感器可通过自动校零去除零点，与标准参考基准实时对比自动进行整体系统标定、非线性等系统误差的校正，实时采集大量数据进行分析，消除偶然误差影响，从而保证智能传感器的高精度；2.高可靠性与高稳定性智能传感器能自动补偿因工作条件与环境参数发生变化而引起的系统特性的漂移，如环境温度、系统供电电压波动而产生的零点和灵敏度的漂移；在被测参数变化后能自动变换量程，实时进行系统自我检验、分析、判断所采集数据的合理性，并自动进行异常情况的应急；3.高信噪比与高分辨力由于智能传感器具有数据存储、记忆与信息功能，通过数字滤波等相关分析，可去除输入数据中的噪声，自动提取有用数据；通过数据融合、神经网络技术，可消除多参数状态下交叉灵敏度的影响；4.强自适应性智能传感器具有判断、分析与功能，它能根据系统工作情况决策各部分的供电情况、与高/上位计算机的数据传输速率，使系统工作在低功耗状态并优化传输效率。