测试仪表校验江西-计量公司

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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。

涡流探伤仪无损检测技术是一种在不破坏受检对象的前提下测定、评价物体内部或表层物理和机械性能及各类缺陷和其他技术参数的综合性检测技术。其应用范围随着科学与生产的发展日趋广泛。在汽车行业中涡流探伤仪无损检测的应用十分广泛。许多汽车零部件，如制动鼓、制动盘、轴颈、转向节等关键的安全件，如果零部件表面出现细微裂纹，或者内部有缺陷，在长期交变应力的作用下，裂纹会从外表逐渐向内发展，或者由内向外延伸，进而产生安全隐患。
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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提升自动驾驶的另一项挑战是，需要使用3D数字地图对传统系统的2D地图进行补充。而3D数字地图，需要显示呈现海拔差异的信息，与高架高速公路、多层立交桥和多层停车场下方地面道路相关的数据。目前，在世界各地都正在发和建立三维数字地图（或称3D动态地图），这种地图不但能显示3D数据，还能显示各种动态变化因素，交通信号、行人和附近的车辆。随着5G技术的推出和商用，该技术预计将在不久的将来初具规模。
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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小温差条件下，放大了温度传感器非对称带来的影响热量值的误差的一个重要组成部分是温差的误差。温差的误差按下式计算：降低温差的误差就要提高平均水温测量的准确度。平均水温测量的准确度，不仅由温度传感器的准确度决定，测温位置的代表性也很重要。德国JUMO公司和天津市计量监督检测科学研究院展了管道中温度分布的研究。试验在换热器出口处，弯头前，弯头后处进行。管道中布置了13只温度传感器，分别测量13个测温区域的水温。

(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。

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