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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。

工业物联网时代，在为工业自动化应用选择控制器时，除了基本的参数之外，还应该考虑数据、通讯和高速控制功能。大多数工业控制器，如可编程逻辑控制器（PLC）和可编程自动化控制器（PAC），可以基本功能，如离散和模拟输入/输出（I/O）连接的实时控制。事实上，这种类型的功能是大多数控制器自带的，关注点主要是能的I/O点数量的能力，通常情况下这很容易确定。为了更好的适应工业物联网的实施，在选购工业控制器时，企业还需要考虑其它先进功能，如数据、通信和高速控制等。
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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有没有一个曝光时间能够安全涵盖一个场景的温度变化，并测量该场景的所有冷热物体？没有，但有另一个选项。解决方案：FLIR超帧技术FLIR超帧技术指的是，在一个快速的连续时间内，以逐渐加快的曝光时间拍摄一组4幅具有代表性的场景图像（子帧），然后重复这个循环。每次循环的子帧被合并为一个超帧，如我们所知，这个超帧结合了曝光时间不同的4个子帧的特性。这一过程称为叠加。采用这种方式，叠加算法生成的超帧图像对比度高，温度范围广。
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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此项接法的目的是让电子负载sense端采样的电压是电池两端的电压，从而使电子负载面板显示的电压为真实的电池两端的电压，因此“辅助电源”的辅助电压可以忽略不计。注意事项由于“辅助电源”自身的电流噪声会叠加到测试产品上，所以我们需要尽量选择低噪声的“辅助电源”。电子负载必须选择额定功率大于测试产品的功率和“辅助电源”的功率之和。：测试产品的功率为100W，我们选择电子负载的额定功率为100W是不够的，设“辅助电源”的功率是50W，我们选择电子负载时额定功率需要选择为150W以上。

(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。

轻工实验室吉安-CNAS认证机构方法要领：使用万用表的“Ω×1”挡检测通路电阻，必要时应将测试点刮，焊干净后再进行检测，以防止接触电阻过大，引起测量误差。对插接件检测时，可通过摆动插接件来测其接触电阻。若阻值大小不定，说明有接触 故障。使用万用表的“Ω×1k”或“Ω×10k”挡检测电容器电容值大小和漏电程度。使用万用表“Ω×1k”挡检测小功率晶体管，使用“Ω×100”挡检测中功率晶体管，使用“Ω×10”挡检测大功率管。