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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。

两个光电码盘在轴的两横截面上，以检测轴的扭转角，它们随轴一起转动，光电码盘上的遮挡齿或者通光孔扫过光电传感器会周期性的遮挡和打电关上光电检测器与发光二极管之间的光路，触发光电传感器产生连续的光脉冲输出，对应的光电关的输出是同周期的低电平和高电平的脉冲。光栅正视图与侧视图光栅法能对扭矩、转速、轴功率进行瞬时和长时间实时动态监测，及时反映轴系运行状态，提前预测主机、轴系故障的发生，提高设备利用率，降低维修费用。
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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先测试出可控硅的峰值电压，将电线正负极连接至K两极，接地线接至室内主接地上，逐渐升压，测试其漏电流数值。进行漏电测试后，逐渐升压，观测漏电流，当数值超过其额定峰值电压后，可控硅被击穿，但采用此方法可能会破坏其PN结，并且只能测试其是否导通，而不能测试其导通是否良好，故不再采用此法进行测试。摇表测试法用摇表对可控硅进行测量，参照之前使用的漏电检测法。为防止摇表法测试过程中击穿或损坏可控硅，改变摇表操作方法，即要对摇表电压和转速进行控制，两笔端链接K极对其进行测试。
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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ECU（电子控制单元）大量地增加使总线负载率急剧增大，传统的CAN总线越来越显得力不从心。CANFD(CANwithFlexibleData-Rate)协议诞生了。它继承了CAN总线的主要特性，提高了CAN总线的网络通信带宽，改善了错误帧漏检率，同时可以保持网络系统大部分软硬件特别是物理层不变。这种相似性使ECU商不需要对ECU的软件部分大规模修改即可升级汽车通信网络。CANFD出的CANFD采用了两种方式来提高通信的效率：一种方式为缩短位时间，提高位速率；另一种方式为加长数据场长度，减少报文数量，降低总线负载率。

(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。

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