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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。

几大：BlackHornet在过去的七年里，部署超过3个 ，现在也被美国和澳大利亚使用，“黑蜂”非常小，可以放在手掌上。全长仅16.7厘米，而且令人惊奇的是，重量仅为28.3克多一点。虽然非常小，“黑蜂”具有与大型无人机类似的功能，因为它的技术非常先进。掌握无人机侦察能力并且可以随时使用明显是很大的优势。BlackHornet3主要了以下几个：可以在没有GPS的区域中飞行——BlackHornet3现在可以在没有GPS的区域中飞行。
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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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。
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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由于市场需求，电源模块越来越追求宽电压输入，宽电压输入就会导致供电电流随输入电压变化而变化，为了高电压和低电压输入的情况下，都能获得恒定的供电电流，在输入端加一个恒流电路，以获得性能的一致性。理想的恒流源理想的恒流源是电流不随输入电压的变化而变化，不受环境温度的影响，内阻无穷大。实际中的恒流电路跟理想的还是存在差距，所以要根据实际应用选取合适的恒流源电路。几种简单的恒流源介绍由两个三极管组成的恒流源电路，如电路。

(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。

仪器外校无锡-电话另外，TEMCELL的高度也不够，这也是TEMCELL不能进行定量测试的一个原因。根据天线辐射的远场测试分析，对于EGSM/DCS频段的手机天线，被测手机与天线的距离至少大于1米；我们可以看几乎所有的2D暗室都是远大于这个距离。而TEMCELL比这个距离小一些，所以这也是TEMCELL相对于微波暗室来讲测量不准的一个原因。所以，TEMCELL只能对天线定性的分析而不能定量的分析。在实验室可以定性分析几种样机的差异，比较其性能的优劣，但不能作为准确的标准值来衡量天线的性能，只能通过与其他的“金'(Goldensample)对比，大致来判断手机天线的性能。