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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。

灵敏度的选择通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽员减少从外界引入的厂扰信号。传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。
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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几种检定方式的选取流量测量仪表的检定，通常采用实流检定和干式检定两种方式。采用何种方式检定流量仪表取决于计量系统对测量不确定度的要求、被检流量计的类型、用途、所具备的检定条件、检定所需费用等诸多因素。一般，用于液体计量的流量仪表（如原油和水计量仪表）基本上采用实流检定，而气体计量的流量仪表（如天然气贸易结算用的差压式流量仪表）绝大多数采用干式检定方式，只有极少数采用临界流喷嘴在线实流检定或离线检定。
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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一直以来，工程师关注的一个重点就是波形的稳定性分析。然而在对波形的长时间监控中，突发的数据干扰往往难以捕捉，就成为了许多工程师的心头之患。本文介绍几种实用分析功能，协助工程师们快速异常数据的位置。查看波形是电子测量仪器 常用的一个功能。为了确保波形是否稳定运行，工程师们往往需要对观测信号进行长时间的采样检测，本文介绍ZDL6示波 常用的3种波形异常检测功能，可以通过这3种功能迅速到异常数据的发生位置，大大提高测试效率。

(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。

测试设备校正衡阳-认证中心称重时，取放载荷计价秤显示屏上无重量指示。出现此故障现象，可先检查电源，如电源正常，则检查、测试放大电路，观察放大电路是否有称重信号输入。若有载荷作用而没有称重信号输入，可能的故障原因及方法是：检查供桥电源电路。如供桥电源电路无供桥电压加到称重传感电桥的输入端，这时应测量供桥电路的输出电压看是否正常，一般在通电的情况下，要求供桥电源电压准确，其稳定度要优于称重传感器度的5倍。检查与称重传感器相连接的电缆线插座是否有接触 现象；或者检查称重传感器电缆线本身是否有断裂现象，造成称重信号不能输入到放大器中。