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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。

由于电网有一定的阻抗，电网的阻抗包括，变压器的阻抗Z0，线路的阻抗Z1和Z2，总的阻抗就Z=(Z0+Z1+Z2)。当设备1向电网注入谐波电流时(记为In)，则在电网的阻抗Z上产生了谐波电压(记为Un)，于是设备2的电源输入端就出现了谐波电压Un。如果谐波电压超过了设备2能够承受的程度，设备2就会受到这个谐波电压的干扰。一般电子设备允许的谐波畸变率为UTHD5%。在现实中，设备1往往是中频炉、变频器、直流电机驱动器等工作电流发生剧烈变化的设备，设备2往往是PL数控机床、计算机、精密测量仪器等设备。
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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我国在集成智能传感器领域已经取得了重大突破，国产传感器逐步打了智能传感器的市场份额。智能传感器发展主要分为三个阶段，即数字化阶段、智能化补偿和校准阶段、智能化应用和网络阶段。达到第三阶段的传感器，拥有信号的检测和、逻辑判断、双向通信、闭环控制、自检和自诊断、智能校正和补偿、功能计算、网络通信等多种功能。但目前国内仅有少部分商达到这一阶段，未能大规模普及。传感器的另一个发展方向是微型化。在汽车电子化、智能化工程中，传统传感器的体积和重量大、成本高，应用受到限制，在此情况下，微型传感器应运而生。
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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气动测量技术可用于机械过程中的自动测量，也可以对后的工件进行长度、形状、位置尺寸的测量。具有测量精度高、灵敏度高、可靠性好、使用寿命长、操作方便、可以实现非接触及远距离测量、便于在过程中实现自动测量控制等优点。气电组合测量技术使气动测量技术和电子放大数字显示技术结合起来，把测量精度和测量可靠性又向前推进了一步。浮标式气动量仪的运用气动量仪 为常见的形式是浮标气动量仪。这种量仪结构简单，使用维修方便，价格较低。

(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。

轻工实验室商洛-校验公司但对于电源模块的可靠性来说，完这些还是远远不够的，还有两个方面是需要深挖测试的，那就是高低温性能和降额设计。高低温性能一般在不同的使用领域，对电源模块的工作温度范围要求各异：高低温测试是用来确定产品在低温、高温两个极端气候环境条件下的适应性和一致性，检查设计余量是否足够。因为元器件的特性在低温、高温的条件下会发生一定的变化，性能参数具有温度漂移特性。所以往往很多电源模块在常温测试通过，一旦拿到高低温环境测试就发现工作不正常或者性能参数明显下降。