仪器计量徐州-认证单位

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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。

加速度计响应每个轴向上的静态和动态加速。"静态加速度"似乎是一个陌生的词汇，但它涉及重要的传感器行为：对重力的响应。定不存在动态加速，并通过校准消除了传感器误差，则每个加速度计输出将代表它的相对于重力的轴定向。为了确定在存在振动和快速加速的情况下稳定系统中通常出现的实际平均定向，通常会将滤波器和融合程序（组合来自多个传感器类型的读数，得出估计值）应用于原始测量另一种类型的传感器是陀螺仪，它角速率测量。
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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不过，此类应用中存在一个经常被忽视的问题，即外部信号导致的高频干扰，也就是通常所说的“电磁干扰(EMI)”。EMI可以通过多种方式发生，主要受 终应用影响。，与直流电机接口的控制板中可能会用到仪表放大器，而电机的电流环路包含电源引线、电刷、换向器和线圈，通常就像天线一样可以发射高频信号，因而可能会干扰仪表放大器输入端的微小电压。另一个例子是汽车电磁阀控制中的电流检测。电磁阀由车辆电池通过长导线来供电，这些导线就像天线一样。
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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孔板流量计选型逐渐的趋向现代化和智能化，主要特点表现在以下几个方面：要重视可靠性设计可靠性理论广泛应用于工程技术的各个领域，其分支——可靠性分析和设计更是在先进的孔板流量计设计中得到重视和应用。我们必须深刻认识到高水平的产品离高可靠性保证就是废品。国外先进的孔板流量计，在设计阶段就十分注意可靠性的分析与设计。运用可靠性分配理论，将可靠性指标从系统整机到部件级、元器件级逐级分配，从而使整机的可靠性得到保证。

(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。

仪器计量徐州-认证单位在任何给定时间内，物联网(IoT)中大多数设备都可能处于空闲状态。通常，仅需要IoT传感器以不频繁的时间间隔进行测量，并向信号收集器发送少量结果数据，然后返回耗能状态，直到进行下一次测量。有的智能传感器可通过小型电池供电，无需充电或更换即可使用数年。如果能够消除 连接电源的需求，传感器就可实现无限期部署，并可得更小、更轻。这为新型传感器发创造了机会，可以舒适穿戴的非侵入式医学传感器。