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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。

数字示波器能准确捕获各种信号，故已成为科研实验和工程项目中各类信号采集、记录和分析的主要设备之一。但是很多情况下，需要把数字示波器采集到的数据进行数据和分析，并 终完成远程的自动测试和分析的需求。所以今天我们就来说说如何实现对示波器的远程控制。LabVIEW基础介绍计算机通过LAN(网口)或者USB接口与示波器建立连接来控制示波器。如所示。硬件连接图一听到要控制示波器，大家都会想到通过SCPI命令来控制示波器。
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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此外，通过隐藏点（如Leica的T－probe）和扫描附件（如Lecia的T－Scan）的配置，应用范围十分广。此外，激光跟踪仪的自动跟踪功能，使其还具有动态测量的功能，在相关附件的配合下（如Lecia的T－MAC）,能完成物体的空间6D测量与评定。便携式测量臂这类测量装置的精度相对较低，一次的测量范围也较小（一般达1.5m球径左右），同时由于其多关节的结构特点，精度保持性相对较差，一般用于生产现场等精度要求较低的场合。
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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安全、决策制定延迟、数据带宽和计算能力是物联网应用中常见的一些工程难题。通过减少数据传输可大大减少这些工程问题，而这也是节点分析对物联网应用具有吸引力的原因。在分析应用中，有限的对比度和亮度依赖性是需要共同解决的难题。对数成像器是分析应用的关键，几乎可以解决这一难题。总的来说，使用节点分析技术和对数成像器可增强物联网中的分析应用。智能边缘通过基于预期视觉事件的数据，可迅速地将测量数据转换为适当的动作，不必向云服务器传输任何数据，或传输少量数据。

(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。

测试设备外校成都-认证单位在530KHz到1.1MHz的频段范围内，测量出的辐射干扰超出了模板的限量。同时，我们还测试了将连接雷达模块线缆断的情况，发现仍然通不过标准。分析分析上图的谱线我们可以得到一些信息：在低频范围内，该设备的辐射噪声是超出标准的，我们定引起这个问题的，是一个低频的数字信号。相对较宽的频谱，不含离散的谱线，意味着该超标的频谱噪声来源很可能是来自于控制器本身或者控制器和雷达模块之间的串行接口。正如我们之前提到的，断控制器和雷达模块之间的线缆，测试也没通过，所以我们初步认为，引起这个超标的源头在于控制器。