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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。

现场动平衡测量仪采用大规模集成电路和单片机技术。现场动平衡测量仪具有多功能性，既可作转速表用，又可作振动测，现场动平衡测量仪特别是具有测量动平衡的一切功能,该仪器操作简单,人机对话，菜单提示，测量数据可随时锁定保持，配机内蓄电池和市电双重供电，很方便地用于现场旋转机械的动平衡测试。也可与平衡机相配套，现场动平衡测量仪直接替代平衡机电箱，用于老平衡机的改造。现场动平衡测量仪融合先进的嵌入式计算机技术和久经考验的动平衡技术推出的一款便携式现场动平衡仪。
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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其控制技术由 初的分立元器件的模拟电路控制，逐步发展为基于微器、微控制器和数字信号器(DSP)等全数字控制系统。各种不同的功率变换器，实质是将系统输入电气参数变换为用户所需要的输出电气参数。 基本的电气参数有电压、电流、频率、相数、波形、功率等6项。基于电磁感应原理而问世的变压器，实现了交流电压和交流电流的自如变换，实现了高压交流输电和低压配电到用户，使电能的方便使用成为现实;而由于电力电子技术的进步，诞生了整流器、斩波器、逆变器、变频器等各种功率变换器，完成了频率、相位、相数的受控变换，使电能的产生、输送、分配和应用实现了优化，使以电能为核心的各种能量的转换，使电参数的控制和改变，上升到率和高功率因数的新阶段。
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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电池充放电过程中，电池容量越大，对应电池路电压越高，电池内阻越低；反之，当容量下降，电池路电压随之下降，内阻随之上升。电池容量、路电压与电池内阻之间的关系可有 ,15W）的simulator功能，主要适用于模拟电池的电压和容量，用IT6431来代替实体的电池，一个电压信号，同时也需要可以驱动手机机。这样手机检测到了电压用适配器才能给手机充电。

(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。

仪器外校湖州-计量公司全天科技可编程交流电源采用当前 电源DSP+CPLD控制技术，强化内部的数据与逻辑运行能力，控制更快，产品运行更稳定。快速设定与读取各种波形，支持远程软件升级更新，能够生成各种波形用于分析，自带的PLDTesting功能更是为测试了便利。PLDTesting包括ListMode/PulseMode/StepMode，可根据所需的测试条件来选择对应的测试模式。ListMode可编辑5个List文件，使用时可对List进行命名，每个List中，能对输出波形的起始电压、结束电压、角度、波形以及运行模式等参数进行设置，可根据需求灵活设置参数，从而模拟各种干扰条件下电网/电源的输出波形。