仪器计量广西-检验报告

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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。

所述环形体积管包括气动球阀、气动三通球阀、气动四通球阀、收发球筒、快盲板、性球置换器、标准管段和检测关，所述气动四通球阀的两个进出水口，分别连接所述两个收发球筒，所述气动四通球阀另两个进出水口分别与气动球阀相连，所述检测关固定在所述标准管段上，所述性球置换器放入所述收发球筒内，所述收发球筒与所述标准管段相连。所述超声波水表检测台包括气动球阀、气缸组、水表夹具、超声波水表和导轨，所述气动球阀与所述气缸组相连，所述气动球阀与所述环形体积管相连，所述气缸用于推动所述水表夹具，所述水表夹具在所述导轨上，所述超声波水表放在所述水表夹具上，所述水表夹具另一端通过所述气动球阀连接至所述多档位定点流量调节装置。
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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可燃气体检测人传感器扩散法将测量点的气体样本引到测量探头可能经过一段距离，距离的长短主要是根据传感器的设计，但采样线较长会加大测量滞后时间，该时间是采样线长度和气体从泄漏点到传感器之间流动的函数。实现自动检测和控制的首要环节。稳定性表示传感器在一个较长的时间内保持其性能参数的能力。传感器的特性参数都不随时间变化。但实际上，随着时间的推移，大多数传感器的特性会发生改变。这是因为敏感元件或构成传感器的部件，其特性会随时间发生变化，从而影响传感器稳定性。
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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传统的微功率电源模块采用自激推挽拓扑的电路，效率、容性负载、启动能力等各项性能之间的相互制约，如表1所示：启动能力与容性负载能力相互加强作用，而与电源转换效率是相互制约的，启动能力强则电源转换效率低。难以均衡、难以采用常规技术突破，导致成本高、性价比低；同时该拓扑结构电路是无异常工况保护功能，在电路出现异常工作状态时，会导致电源模块损坏，甚至导致灾难性的后果，而且行业内的微功率电源模块有如下三道难题：表1各性能相互制约表难题一：输出短路保护与输出特性市面上支持短路保护的电源主要采用两种方案，但均存在较大的缺陷：行业内比较常用的方法是利用变压器绕组分离的技术实现长期输出短路保护功能，但采用这种方式带来的后果是大大减低了产品的转换效率、纹波噪声较大并且提高了成本；采用自主磁芯专利技术实现可持续短路保护，但为避免短路时，后端重载会导致模块损坏，因此输出容性负载能力差。

(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。

仪器计量广西-检验报告干扰源、干扰种类及干扰现象传感器及仪器仪表在现场运行所受到的干扰多种多样，具体情况具体分析，对不同的干扰采取不同的措施是抗干扰的原则。这种灵活机动的策略与普适性无疑是矛盾的，解决的法是采用模块化的方法，除了基本构件外，针对不同的运行场合，仪器可装配不同的选件以有效地抗干扰、提高可靠性。在进一步讨论电路元件的选择、电路和系统应用之前，有必要分析影响模拟传感器精度的干扰源及干扰种类。主要干扰源静电感应静电感应是由于两条支电路或元件之间存在着寄生电容，使一条支路上的电荷通过寄生电容传送到另一条支路上去，因此又称电容性耦合。