轻工实验室遂宁-验厂

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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。

偏光仪首先，翡翠的晶体结构可以采用偏光仪进行检测。这是一款结构简单、操作方便的常用宝石鉴定仪器，对鉴别均质体、非均质体和集合体具有重要的作用。真翡翠在偏光仪下不会消光，呈现全亮。硬度计用硬度计考察翡翠的硬度。一般来说，翡翠的摩氏硬度在6.5-7.5，比玻璃硬得多，所以使用硬度计可以轻松辨别出用玻璃冒充的翡翠。电子天平不过，目前所有检测硬度的技术都是有损鉴定，成品翡翠的鉴定是很少会用到硬度检测的。相比之下，无损的密度检测更适用于成品翡翠的鉴定。
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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为了同时实现多通道和高速采集，横河SMARTDAC+系列采集器采用了各模块独立A/D的硬件设计，各模块间的数据采集并行，而主机CPU负责所有通道的数据保存和上位通信，从而可以保证5ms*1ch的系统性能。灵活的信号输入在研究和设计发领域使用的 ，需要根据实验目的记录从传感器或者从电压/电流源得到的信号。因此需要对应各种温度传感器和电压量程。可拆卸端子另外，多点测试有大量接线的工作，为了提高接线的作业效率，可以选择端子可拆卸的产品。
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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摩尔定律美国人高登摩尔提出摩尔定律，即微器的速度每18个月翻一翻。这意味着同等价位的微器速度会变得越来越快，同等速度的微器会变得越来越便宜。作为迄今为止半导体发展史上意义 深远的摩尔定律，集成电路数十年的发展历程，令人信服地证实了它的正确性。它并不是严格的物理定律，而是基于一种几乎不可思议的技术进步现象所出的总结。在过去10年中，摩尔定律所描述的技术进步不断冲击着计算机工业：晶体管越越小，芯片性能越来越高，计算能力呈指数增长，生产成本和使用费用不断降低。

(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。

轻工实验室遂宁-验厂 另外，晶体管也可能产生相似的爆裂噪声和闪烁噪声，其产生机理与电阻中微粒的不连续性相近，也与晶体管的掺杂程度有关。半导体器件产生的散粒噪声由于半导体PN结两端势垒区电压的变化引起累积在此区域的电荷数量改变，从而显现出电容效应。当外加正向电压升高时，N区的电子和P区的空穴向耗尽区运动，相当于对电容充电。当正向电压减小时，它又使电子和空穴远离耗尽区，相当于电容放电。当外加反向电压时，耗尽区的变化相反。当电流流经势垒区时，这种变化会引起流过势垒区的电流产生微小波动，从而产生电流噪声。