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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。

几种常见的有机光谱分析技术红外光谱如何产生？来自红外光源的红外光束经过光束器，这个光束器将一半光束送到一个固定镜子，另一半光束送到可镜子。来自镜子的红外光束在它们达到探测器之前发生反射并且重新结合。所有频率的红外光束在同一时间通过干扰仪，并且镜子的快速能同时产生完整的干涉图。然后利用傅立叶变换将干涉图转换为光谱图。红外光谱的产生红外光谱如何分辨不同成分？分子中存在着O-H,N-H,C-H,S-H等不同能团，不同能团对应着不同组分。
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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使用FLIRA31获取的图像甚至能使检测者检测到因火炬成分或气流量较小而肉眼看不见的烟囱火炬。FLIRA31解决了紫外线火炬探测器容易被烟雾遮蔽的相关问题。热图像和可见光图像能以模拟数据或数字化数据的形式实时发送至控制室。火炬探测装置示意图FLIRA31实现自动化控制除对烟囱火炬和烟雾进行可视化监测外，同样还实现了辅助气体对废气比率的自动化控制。如果能正确调整该比率，就能提高燃烧效率，将烟雾量化。
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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温漂非线性，这需要在电路上加温度补偿式。采用单片机软件补偿，或无温度补偿的湿度传感器是保证不了全温范围的精度的，湿度传感器温漂曲线的线性化直接影响到补偿的效果，非线性的温漂往往补偿不出较好的效果，只有采用硬件温度跟随性补偿才会获得真实的补偿效果。湿度传感器工作的温度范围也是重要参数。多数湿敏元件难以在40℃以上正常工作。湿度传感器的供电金属氧化物陶瓷，高分子聚合物和氯化锂等湿敏材料施加直流电压时，会导致性能变化，甚至失效，所以这类湿度传感器不能用直流电压或有直流成份的交流电压。

(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。

仪器外校安庆-CNAS检测机构红色区域显示测量状态位置。蓝色轨迹显示状态之间的转换路径。相关的X-Y图是星座图。稍微深入细节，星座和状态转换图之间的区别是：星座图具体显示了恢复的符号时钟时间(红点)处的信号位置。状态转换图显示了这些点以及轨迹(信号从一个符号到下一个符号的遵循路径)。理想情况下，测量的状态位置应处于参考状态之下。它们的位置与理想位置不同的程度可通过错误矢量幅度(EVM)参数来测量，该参数也显示在设置对话框的左上方。