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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。

与联合电子设备工程委员会(JEDEC)的测试PCB不同的是，EVM能够更确切地体现 PS82150脚位兼容和脚位相同的设计方式则可以发挥更好的降额性能，从而减少电源设计人员所面临的难题。即便在输出达到5V时，TPS82140也可以在65°C的温和温度下安全地完整的2A电流。所示，低电流TPS82150在高达95°C的温度下仍能完整的1A电流。
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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映射曲线因子：设置颜色与密度数字的映射关系。当设置值为1时，颜色会线性均匀分布于映射区间内；当设置为大于1时，颜色分辨率主要集中在较低的密度上；当设置值小于1时，颜色分辨率则主要分布在密度较高的值。自动调整映射范围：根据当前荧光频谱中的概率分布自动调整映射值和映射值，从而使荧光频谱图的颜色映射将所有概率值包含在内。本例进行如下设置来显示中所测试的通信信号：显示效果如所示。空间无线通信信号为满足不用应用领域的显示，颜色映射具有暖色、冷色、灰度和雷达四种映射方式，不同映射方式下的显示效果如所示。
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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下面我们就看看PA系列功率分析仪是如何实现电压电流的同步测量的。PA系列功率分析仪的系统架构图，从图中可以看到一个非常关键的内容——100MHz同步时钟。与万用表不同，功率分析仪需要同时测试电压、电流信号，并且可能同时测试多达7通道电压、电流以计算得到7路电功率。要实现电功率的准确测量，则必须保证测量电压、电流的同步性，即电压和电流信号经过ADC数字化过程中每一个采样点都必须发生在同一时刻，否则就无法保证测量精度。

(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。

测试设备校验眉山-认证中心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。