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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。

目前，大多数蜂窝电话采用时分多址(TDMA)标准，这种复用技术以217Hz的频率对高频载波进行通/断脉冲调制。容易受到RF干扰的IC会对该载波信号进行解调，再生出217Hz及其谐波成分的信号。由于这些频谱成分的绝大多数都落入音频范围，因此它们会产生令人生厌的“嗡嗡”声。由此可见，RF抗干扰能力较差的电路会对蜂窝电话的RF信号解调，并会产生不希望听到的低频噪音。作为质量保证的测试手段，测量时需要将电路置于RF环境中，该环境要与正常操作时电路的工作环境相当。
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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新型直流输电系统阀侧采用双调谐滤波器，其基本电路结构由可知；其有两个谐振频率，同时吸收两个邻近频率的谐波，等效于两个并联的单调谐滤器[7]。阀侧双调谐滤波器是由串联谐振回路CL1和并联谐振回路CL2串接而成.两个回路分别有各自的频率阻抗关系和谐振点,两回路串联构成双调谐滤波器的阻抗频率关系。并联回路C2L2的阻抗特性如所示。中两个阻抗特性曲线中，虚线部分表示滤波器的阻抗呈容性；实线部分则表示滤波器的阻抗为感性；由可知，对于基频而言，并联回路的阻抗很小，即并联回路承受的电压很低，串联回路的阻抗较大，且为容抗。
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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因此我们常常把样品放在高电压、大电流、高湿度、高温、较大气压等条件下进行测试，然后根据样品的失效机理和模型来推算产品在正常条件下的寿命。可靠性是对产品耐久力的测量，我们主要典型的IC产品的生命周期可以用一条浴缸曲线来表示。冷热冲击试验用来测试材料结构或复合材料，在瞬间下经高温、低温的连续环境下所能忍受的程度，适用电工、电子产品、半导体、电子线路板、金属材料等各种材料在温度急剧变化环境下的适应性。在研制阶段可用于发现产品设计和工艺缺陷，在有些情况下也可用于环境应力筛选，剔除产品的早期故障。

(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。

仪器外校湘潭-审厂传感器口径的选择要点选择传感器的口径与连接的工艺管道口径相同其优点是方便（不需异径管）；其前提是管内流体的流速须在.3m/s—1m/s范围内；其适用状态为工程前期使用且管内流体流速处于较低状态。选择传感器的口径与连接的工艺管道口径不相同其适用状态：流速偏低、流量稳定；降低性价比。衬里材料的选择要点根据本企业被测介质的腐蚀性、磨损性及温度，由者选定，可参阅各厂家的“衬里材料性能及适用范围表”。