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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。

对动态测试要求比较高的，应确认电流斜率是否满足测试要求。一般而言满量程电流爬升时间越小，动态性能越优越。对测试环境比较恶劣的，应当选择环路带宽比较高的负载，一般而言，满量程电流爬升时间越小，环路带宽越高，恶劣条件下的表现越优越，可靠性也越高。对智能应用及自动化测试要求比较高的用户，应当选择高采样率的负载，高采样率才能保证输入信号的还原、保证应用的 、为智能应用的扩展条件。全天科技大功率直流电子负载系列采用5Khz同步采样技术，可以测量显示瞬态过冲Vp+、瞬态跌落Vp-、电源上升/下降时间等一般负载无法的功能。
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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大数据分析、挖掘和应用仍需进一步研究利用和推广。第三，互操作技术方案复杂。网络部署完成以后，23G和4G网络将长期并存，考虑到4G网络的覆盖逐步完善，因此网络部署必须考虑网络间的互操作。蜂窝系统既要支持4G系统内互操作(LTEFDD和TD-LTE混合组网)，同时也要支持4G与2G/3G的互操作。由于3G和2G系统的特殊性，4G与2G/3G系统互操作面临着较多的技术难题，如推动的语音解决方案CSFB至GSM与国外主流运营商语音解决方案存在较大区别，TD-LTE与CDMA系统之间的互操作更是 没有先例，VoLTE与2G/3G的切换流程比较复杂，同时FDD和TD-LTE混合组网技术上也需要进一步完善。
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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同时由于放大倍数比加大，传感器材质一般不会完全对UVA和UVB波段的紫外线不敏感，太阳光中的A和B波段的紫外线相对于电晕中的C波段紫外线是不可忽视的。在高放大倍速的电路中，在太阳光下A和B波段造成的误差会完全覆盖C波段，故传感器在使用过程中必须添加滤光片。德国Sglux的UV-Arc探测器自带太阳光中A和B波段的滤光镜，其金属外壳具有很高的电磁兼容性。传感器本体完全防水，主要是用于受电 电弧监测中，高压电线电弧监测，监测距离需要根据电弧强度决定。

(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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