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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。

Atmel、赛普拉斯、Microchip和NXP等多家公司已经把部分用户可定义逻辑添加到自己的部件上，用于修复部分此类问题。这些器件主要是带附加逻辑的微控制器。CPU仍然是主要的器件，附加逻辑的作用是提高CPU的工作效率。这类器件常见于成本敏感性产品中，但也在低级任务中用作小型协器，以减轻主器的负担，从而提升效率。另一方面FPGA也正在朝着类似的目标前进，虽然是从另一个方向。赛灵思和Altera多年来一直在添加软硬核器以创建片上系统。
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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无处不在的噪声是射频和微波设计师的敌人，对此不应感到惊奇。噪声限制了通信接收器检测弱信号的能力，从而妨碍设计师实现的接收器性能。传输信号中的噪声恶化了性能，不仅是对传输信号，而且同样是对周围的频谱。由于噪声是普遍存在的，多年以前，射频和微波行业就建立了一个称为噪声系数的测量参数，以定量元件或系统给通过它的信号增加了多少噪声。虽然噪声系数是一种用于描述射频和微波系统噪声和接收器灵敏度的参数，但它也是 重要和广泛使用的参数。
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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诸如稳定性、增益压缩、功率效率和失真测量越来越引起工程师们的重视。基于3672系列矢量网络分析仪的大功率输出（部分频段典型值+17dBm）和丰富的先进校准技术（包括源和接收机功率校准，SOLT，TRL，非插入校准和Ecal等）发的放大器增益压缩测量选件，所采用的二维扫描技术克服了传统测量方法只能点频测量的缺陷，极大地提高了测量效率，通过功率校准和误差修正，使测量结果更加准确。仅需一次设置，经过向导校准，连接被测件，就可以得到放大器在所有设置频点的增益压缩参数和线性参数。

(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。

轻工实验室宝-审厂 日常生活中，火灾这样的意外灾害时有发生，而且这种灾害多半是由不明显的隐火引发的，如果我们能即使发现这些隐火，准确的判断火灾的地点，通过烟雾发现着火点，这样我们就能到早预防早扑灭，减少很多不必要的损失。车载由于雾霾天气能见度低而导致的交通事故，在日常生活中屡见不鲜。红外热像仪能作为驾驶辅助系统，能为驾驶员在低能见度或者黑暗中清楚观察车辆前方的信息，也可以看到汽车前照灯照射不到的区域、强光阴影中的行人、车辆，大幅度降低夜间、烟雾和雾霾等天气下驾驶的危险性。