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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。

检查机箱泄漏的工具是近场探头。将近场探头靠近机箱上的接缝和口处，观察频谱分析仪上是否有感兴趣的信号出现。一般由于探头的灵敏度较低，即使用了放大器，很弱的信号在探头中感应的电压也很低，因此在测量时要将频谱分析仪的灵敏度调得尽量高。根据前面的讨论，减小频谱分析仪的分辨带宽能够提高仪器的灵敏度。但是要注意的是，当分辨带宽很窄时，扫描时间会变得很长。为了缩短扫描时间，提高检测效率，应该使频谱分析仪的扫描频率范围尽量小。
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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但按常规的设计方案，采用分立的隔离DC-D信号隔离、收发器、保护电路等设计出的接口隔离电路占用PCB面积大，物料采购的种类繁多，也不便于单独测试通信接口的性能。常见的通讯管理机如下所示为常见通讯管理机需要的扩展资源IO板，通 常规模块方案可以使用致远电子的CTM151KT、RSM485ECHT以及RSM232隔离模块，体积虽然较分立方案有极大的改善，但还不是方案。
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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AMETEK程控电源部研发的应用在加州仪器Asterion系列交直流电源上的ix2技术可使其过电流的能力达到常规电流的2%，在电压量程内的75%的区域都可达到满功率输出的能力。这是目前市场上 宽的满功率。，先看一个示例。在4VAC的量程内，一个15VA的电源可输出电流为3.75A。在23V时，电源仍旧只能输出3.75A，也就是说在这个电压点上的输出功率的输出功率是23VAC*3.75A，即862.5VA。

(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。

测试设备校验洛阳-认证中心确保数据传输安全性、用户友好性、可操作性以及高精度方面处于水平是奇石乐新型测试系统发的一贯标准。满足高载荷要求的乘用车测力车轮每一个奇石乐测量系统的核心都是高精度传感器。新款RoaDynP109扭矩测量轮便是专为极高载荷下的高精度测量而研发的。从现代跨界车车到宽敞的SUV再到高性能汽车，都在该产品设计测试对象之列。凭借独特的压电技术，即使在高动态载荷下也能在车辆动力学、操纵性试验和动力系统分析试验过程中地测量到极小的扭矩信号。