测试仪表校准焦作-验厂

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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。

此外，对于同一信号，使用不同数字示波器测得的结果却不相同。产生这些问题的原因与数字示波器的选择有直接的关系。数字示波器的主要性能指标在选择数字示波器时，我们主要考虑其是否能够真实地显示被测信号，即显示信号与被测信号的一致性。数字示波器的性能很大程度上影响到其实现信号完整性的能力，下面根据其主要性能指标进行详细分析。带宽如所示，数字示波器带宽指输入不同频率的等幅正弦波信号，当输出波形的幅度随频率变化下降到实际幅度的70.7％时的频率值（即f-3dB）。
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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带宽所指的频率是正弦波信号衰减到－3dB时的频率，而我们一般测量的数字信号都不是正选波，而是接近方波。这两者对带宽的需求是不同的。根据傅里叶变换可知，方波可以为奇次倍数频率的正弦波。比如1MHz的方波，是由1MHz、3MHz、5MHz、7MHz……等正弦波叠加而成。下图为不同滤波器下方波信号的响应。分别为把滤波器设置为方波基频频率、3次谐波频谱、5次谐波频率、7次谐波频率的方波响应。截至频率为方波频率的滤波情况截至频率为方波3次谐波频率的滤波情况截至频率为方波5次谐波频率的滤波情况截至频率为方波7次谐波频率的滤波情况可以看出想要得到较为完整的方波信息， 少需要5次谐波分量，而且如果想要获得更加准确的信息，就需要能够测量到更多的谐波分量。
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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整个系统中测径仪、在钢轴生产线的现场，主控机柜安放在控制室。测径仪与主控机柜间由一根三芯电源线和一根光缆连接，测径仪的供、断电由主控机柜通过电源线实现，测径仪的数据信号通过光缆传输到主控机柜。测径仪主要由下部测头、上部测头、测头支板、直线导轨滑台、步进电机、外壳等组成。测头采用我公司标准70测头，单测头测量范围70mm，测量时钢轴的上下跳动在±35mm时均可正常测量。上部测头在直线导轨滑台上，可根据被测钢轴的外径尺寸调整其与下部测头的间距。

(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。

测试仪表校准焦作-验厂 容量测量：如下图测试电路，核心是用一个具有恒流输出及电压限制的功率电源作为充电电源。电容两端的充电电压波形可以通过一个数字示波器进行记录。通过示波器的光标，可以很方便地读出电压从1.5V上升到2.5V所用的时间，基本的计算公式如下：i=C（V/t）公式变换为：C=i（t/V）。充电电流设定为1A，电压变化范围V=2.5V-1.5V-1V那么C=t，在这个示例中，超级电容的容量在数字上与电容从1.5V充电到2.5V的时间相等。