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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。

而如果说在34G时代，更多是跟随标准，我们能明显看到5G时代不仅在积极参与有时甚至处于领导地位。”.NI 5G进程表Luke坦言，已成为5G “战场”的重要一环，一方面，基于从5G原型部署到测试的NI化解决方案积极协助研发力量抢占5G商用先机;另一方面，融合 经验助力5G商用化加速，Luke认为NI的5G战略已经非常明晰。作为IoT万物互联的关键，5G正在结成一张巨大的通信需求网，融入各行各业。
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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但由于该传感器信号发射器和供电电池必须与应变片一同固定在转轴上，所以就给带来了一定的难度，其测量时间受到蓄电池供电能力的影响，不适合长时间监测，且其信号在传输时易受测试环境温度、湿度、粘贴技术及粘贴剂的干扰，会对测量准确度造成影响。钢弦式轴功率测量原理及方法钢弦式船舶轴功率测量方法是另外一种重要的测量方法，钢弦通过卡环在被测轴上，当应力作用于被测轴上时，轴表面产生变形，就会拉紧或放松钢弦，从而钢弦自身频率发生变化，进而可以间接测得轴系扭矩。
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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在过去10余年里，车用半导体厂商发出了若干个车门执行机构驱动器芯片，并随着汽车电气负载数量不断增加，给这些产品增加了新功能，对封装以及芯片技术和IP内核进行了优化。在车门区电子元器件中，除驱动芯片()外，还有一个电源管理IC，为电控单元更强的系统电源，包括各种待机模式和通信层(主要是LIN和/或HSCAN)。电源管理芯片通常集成两个低压差稳压器，为系统微控制器和外设负载(传感器等外设)供电，还包含增强型系统待机功能，以及可设置的本地和远程唤醒功能。

(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。

测试设备校验宝-审厂 步进马达，偏振片或柔光镜，光学镜头组，CCD.CMOS或数码相机等。测量时，将待测的LED光源通过支架放置在曲面反光碗的焦点处。LED光源是180℃范围发光，放置时，发光面的方向是朝向曲面反光碗的。LED发出的光经曲面反光碗反射形成光柱，直接照射至CCD.CMOS或数码相机的光学镜头里，经CCD.CMOS或数码相机成像设备内置程序自动测试判定，判定如果入射光光强过大（没定阈值判定），则启动马达将偏振片或柔光片加在光路上，并用马达对偏振片角度进行调节，如果光强值在允许范围内，则在测量光路中，不需要加上偏振片或柔光片。