轻工实验室泰州-审厂

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轻工实验室泰州-审厂轻工实验室校准过程中，校准点数通常取6～11，校准循环次数通常取3～5，具体大小取决于被校传感器的精度和使用要求。

2、校准实验系统设计

仪器校准实验系统由高低温真空试验装置和上位机人机软件组成，其中使用压力薄膜规和镍铬热电偶分别作为压力、温度参量基准，使用解调模块读出被校传感器的输出，系统结构如图2所示。

以一个1kΩ的电阻为例，如果电路的通频带为1MHz，则呈现在电阻两端的路电压噪声有效值为4μV(设温度为室温T=290K)。看起来噪声的电动势并不大，但设将其接入一个增益为106倍的放大电路时，其输出噪声可达4V，这时对电路的干扰就很大了。电路板上的电磁元件的干扰许多电路板上都有继电器、线圈等电磁元件，在电流通过时其线圈的电感和外壳的分布电容向周围辐射能量，其能量会对周围的电路产生干扰。像继电器等元件其反复工作，通断电时会产生瞬间的反向高压，形成瞬时浪涌电流，这种瞬间的高压对电路将产生极大的冲击，从而严重干扰电路的正常工作。

(1) 高低温真空实验装置

高低温真空实验装置是为了模拟传感器实际测量环境而专门设计的，可以实现压力、温度的复合加载，由腔体、压力控制系统、温度控制系统和水冷循环系统等部分组成。

1) 腔体结构

腔体是高低温试验装置的核心部分，通过隔板分为载荷室和环境室两个腔室。载荷室模拟传感器前端接触到的外界环境，如高温、近真空、微小压力，即壳体外表面环境;环境室模拟传感器后端的工作环境，也就是壳体内部的环境。腔室结构示意图如图3所示。

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电子系统的设计日趋复杂，系统设计工程师要面临的挑战也越多。由于备用时间要进一步延长，但是采用全功率作业模式时，系统的耗电量却也就相应大增。这类系统的备用模式及全功率作业模式，一般都会分别从不同的电源系统借以获得些微的电力供给。换言之，即使不同供电系统的电压完全相同，电源管理系统的设计也会有所不同，来满足不同的需求。在负载范围较广的系统内如何发挥更高的效率一直以来，具长时效性的5V电源系统，大都采用静态电流（Iq）极低的线性低压降稳压器。

为了实现对载荷室温度、压力的复合加载，在载荷室的四周放置镍铬加热板加热，并带有热屏蔽板，使用两根镍铬热电偶测量载荷室环境温度，作为参考温度基准。在室温～375℃的范围内，其测量精度为±1.5℃;在375～800℃的范围内，其测量精度为0.4%。通过压力控制系统调节载荷室内环境压力，使用MKS公司626系列压力薄膜规作为参考压力基准，其压力测量范围0.2～266 Pa,测量精度0.12%。

2) 压力控制系统

压力控制系统能够将载荷室和环境室抽至高真空状态，此外还可以调节载荷室内环境压力。它由机械泵、分子泵、限流阀、压控仪、气体流量计等部件组成。其中限流阀、压控仪用于腔室内压力的控制，气体流量计用于调节补气流量大小。

系统控制逻辑如图4所示。压控仪接收参数设置信号，与薄膜规测量信号进行比较，根据比较结果调节限流阀度的大小，经过不断地调节控制*终达到动态平衡，使得载荷室内气压等于设定压力值。此外，可以根据设定压力的大小调节补气阀度大小，例如若要达到一个较大的压力值，则可以适当增大补气流量，使得载荷室内气压更快地上升到设定压力。

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了解ADC在系统中的误差意味着，设计人员必须了解要采样的信号的类型。信号类型取决于如何定义转换器误差对整个系统的贡献。这些转换器误差一般以两种方式定义：无噪声代码分辨率（表示直流类信号）和“信噪比等式”（表示交流类信号）。由于电阻噪声和“kT/C”噪声，所有有源器件（如ADC内部电路）都会产生一定量的均方根(RMS)噪声。即使是直流输入信号，此噪声也存在，它是转换器传递函数中代码跃迁噪声存在的原因。

3) 温度控制系统

系统采用镍铬加热板加热，通过调节加热电流的大小达到控温的目的。加热电源采用PID控制系统，可以使载荷室从室温快速加温到800℃，并且温度可调、控温。

4) 水冷循环系统

系统配有水冷循环系统用于系统整体的冷却，其中载荷室配置TC WS制冷循环水机，控温范围为10～27℃，给腔室、分子泵等稳定的制冷循环水，保证设备稳定运行。

(2) 上位机人机软件

为了方便高温微压力传感器的仪器校准试验，我们使用FameView组态软件编写了上位机人机软件。该软件主要用于实时监控载荷室和环境室的在大部分的测量测试系统中，接地的性质基本上可以分成四类：电气接地：原本是电路与大地之间的导电连接。在电子设备业中，这个词的意义已经放宽成用作零电压参考的一个点或几个点；电源地：仪器工作所需电源的电流的返回路径；信号地：所有信号电流的参考点和返回路径；屏蔽地：通常是仪器的金属外壳以及电缆的屏蔽。一个良好的接地系统，会给测量上减少很多不必要的麻烦，仪器仪表设备要正常使用必须保证良好的接地，良好的接地有多种目的，有 求安全的，有追求电路稳定的，主要有如下几点：将机器接地，在漏电情况下可以使仪器壳体不会带电，使用更加安全；建立一个零电压基准点或者一个回路路径给整合在一起的各讯号，以达正常测量目的；接地良好可以有效屏蔽电场和磁场的干扰，包括外界对仪器的干扰，仪器电源对测量的干扰，仪器对外部的干扰。压力、温度状况，此外还具有数据存储功能。软件通过RS232协议与PLC进行通信，经由PLC控制高低温真空试验装置各个组件，实现了通过计算机远程控制的目的。

图5为该软件载荷室压力监控界面，当压力设定增大时，由于需要补气故响应速度较慢，相比之下，压力设定减小时响应迅速。

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然后再使用另一条1m电缆从配线架连接到探头，所以从一个SMU到DUT的三芯同轴电缆的总长度是：(2x2m)+(2x5m)+(1m)=15m。除了三芯同轴电缆外，关矩阵本身也增加了电容，在计算测试系统总电容时可能需要包括进去。在测量通过关矩阵连接的FET器件的输出特点时，使用两个4211-SMU较使用两个传统SMU的结果明显改善。在这项测试中，其中一个SMU被偏置恒定栅极电压，另一个SMU扫描漏极电压，测量得到的漏极电流。