测试仪表校准淮安-CNAS检测公司

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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。

单从硬件的角度来讲，整个系统供电方案中，可以采用一个AC/DC电源，加多个DC-DC模块电源，实现多路输出，一边给电池充电，同时驱动CPU、大量的电机、传感器及语音系统等部件。本方案中，前端采用的是一款小体积，高功率，低漏电流，无噪声的AC/DC电源，安全实现总线直流电压输出，后端采用的i6A是一款25W，板载式非隔离DC-DC ,1/16砖，重量仅15g,i3A是一款1W，非 mm,1/32砖，重量仅8g。
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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差分测量在进行时差或传输延迟的测量时，请确保使用的是同样长度的两个探头。电缆的传输延迟大约为1.5ns/ft。电缆长度不一样会给你带来麻烦。，使用一根3英尺和一根6英尺长的电缆示波器探头测量传输延迟，电缆长度差会造成大约4.5纳秒(ns)的误差，当要分辨以1ns为单位的测量时，这是相当大的误差。尽管以上这些提示和技巧单个看上去并不值得注意，但合在一起就能显著提高测量的度。即使您在测量中只用了其中几个方法但它们仍能确保您每次进入实验室都能得到快速而可靠的测量结果。
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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我们选择波特率500kbps的通信速率，用ZLG的CANScope发送CAN报文，CAN卡接收报文。先调整Stressz的设置，模拟总线长度为10m，终端电阻为120欧姆，Stressz的设置如所示。模拟线缆长度为10m打CANScope报文接收，可以正常接收报文，将CANL线短接到GND后，从示波器上看CANL电压为0V，但是报文正常接收，如：从示波器上差分电压还能够进行清晰的辨识。CANL短路通讯正常但是实际应用现场，CAN总线的传输距离比较长，当我们模拟总线长度为120m时，我们再看看通讯质量，先把Stressz设置为线缆长度为120m。

(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。

测试仪表校准淮安-CNAS检测公司对于蓝色的曲线，我们看出它是一条经过原点的直线，它的动态电阻阻值不随着电压和电流的变化而变化，满足这种伏安特性曲线的元件被称为线性元件；反之，对于红色的曲线，我们看出它是一条曲线，它的动态电阻阻值随着电压和电流的变化而变化。满足这种伏安特性曲线的元件被称为非线性元件。电阻的第三个用途：用于分析电压和电流之间的关系，以便了解对应着的物理意义。我们看下图：上图是关电器主触头弧隙电弧对应的伏安特性曲线，用于分析电弧的物理特点和灭弧方法；下图是隧道二极管的伏安特性曲线，我们能看到明显的隧道效应。