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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。

应用广泛的液位变送器有投入式液位变送器、电容式液位变送器、单双法法兰式液位变送器。投入式液位变送器投入式液位变送器是基于所测液体静压与该液体高度成正比的原理，采用扩散硅或陶瓷灵敏元件的压阻效应，将静压转成号。经过温度补偿和线性校正，转换成4-2mADC标准电流信号输出。投入式的传感器通过自身构造能够地浮在被测液体的表面，直接测出液位高度，同时将测出来的液体相关数据通过硅压电阻式的方法转换成号发送到相关的收取设备上，整个过程方便快捷，而投入式的使用使得不需要有人手去对液体内部进行人工测量，大大地节约了时间，增加了效率。
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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为安全起见，一般我们应当在可燃气体浓度在LEL的10%和20%时发出报，这里，10%LEL称。作告报，而20%LEL称作危险报。这也就是我们将可燃气体检测仪又称作LEL检测仪的原因。需要说明的是，LEL检测仪上显示的 不是可燃气体的浓度达到气体体积的 ，而是达到了LEL的 ，即相当于可燃气体的下限，如果是 ， LEL=4%体积浓度。在工作中，以LEL方式测量这些气体的检测仪是我们常见的催化燃烧式检测仪。
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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无刷电机凭借噪声低、寿命长、转速高、体积小、动态性能好、输出力矩大、设计简便等特点，在、工业控制、消费电子、电动工具、电动车等领域广泛应用。无刷电机的工作原理首先，看一下无刷电机驱动器的框图，如下：有上图可知，MCU通过配置寄存器输出六路PWM只是控制信号，其电压也只有5V，不能直接驱动电机，而是通过控制功率管的关来使电机运行，驱动电路一般是由多个MOSFET组成的驱动桥和电机驱动桥功率管构成。

(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。

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