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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。

基于3672系列矢量网络分析仪的放大器增益压缩测量应用仅需一次设置，一次连接，一次校准就可以得到放大器在频域的所有增益压缩参数（包括压缩点的输入功率，压缩点的输出功率，压缩点的增益等）和线性参数（包括线性增益，输入匹配，输出匹配等）。我们具有：快速准确的智能扫描；一目了然的向导校准；方便快捷的USB电子校准，USB功率校准；二维扫描（频率点扫功率和功率点扫频率）一次完成；多种压缩方法——从线性/增益压缩、从饱和态压缩、回退法和X/Y法。
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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当输出信号的总体质量稳步提升的时候，由噪声和电子干扰引起的显示错误也愈发明显。同时，当手机、微波炉和无线网络的使用越来越广泛，潜在的干扰源也变的越来越强大和普遍。使手机变得如此流行的便利性条件也同样的对其他无线设备起作用。这些趋势给那些希望给便携设备集成高质量的设计者带来了很大的挑战。消费者的高预期，多种格式的兼容性，有限的电池寿命，平衡流量计用户的不合理操作和多种的外部信号干扰，这些都意味着今天的驱动器必需要有多种特性和对抗多种干扰源的能力。
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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