轻工实验室珠海-计量公司

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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。

然而，艾德克斯IT8300能量回馈式电子负载就解决了这些问题。本文将就工程师们关心的典型问题，尤其涉及到IT8300优点的问题以及艾德克斯IT8300厂家给出的答复。Q：使用能量回馈式电子负载，电表会往回转，电给电网吗？A：IT8300反馈了95%的电能回馈到厂内AC电网。在多数情况下，从IT8300反馈回的电能远远小于本地配电网的电能消耗。电表不会往回转，但是它会明显转得慢很多。Q：IT8300可以与独立直流电源连接吗？A：是的，如果厂内有一台独立电源，IT8300是可以和其连接的，比如发电机、光伏系统或者电池，这些待测物不从电网上吸收电能。
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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而在上述这些环节中，智能变电站无疑是 核心的一环，可是智能变电站是怎么实现智能化的呢？智能电网是将现代信息系统融入传统能源网络构成的新电网系统，从而使电网具有更好的可控性和可观性，解决传统电力系统能源利用率低、互动性差、安全稳定分析困难等问题，从而实现电网的可靠、安全、经济、、环境友好和使用安全的目标。1智能变电站工作原理智能电网作为未来电网的发展方向，渗透到发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信等各个环节。
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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MEMS技术应用使得金属氧化物(MOX)气体传感器在晶圆级大规模生产中得以广泛应用，大大降低了硅晶圆的成本。这些气体传感器装置适用于 (CO)和各种挥发性有机化合物，如：如乙、和甲的测量。出于健康和安全考虑，这些传感器的应用主要包括环境监测、生物研究、工业控制、便携式酒精测量仪和家庭空气监测系统。MOX气体传感器采用MEMS技术，大大降低了成本。但是这些传感器也必须经过测试，这与典型半导体器件的和测试相比是一组独特的挑战。

(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。

轻工实验室珠海-计量公司同理，如果只看中探头而忽视示波器的选择，那再保真的信号也会受示波器本身噪声的影响，因此两者同样重要。众所周知，示波器的模拟前端，包含衰减电路、缓冲电路和放大器电路都会引入噪声。这也是示波器的本底噪声的重要来源。通常都会将模拟前端的设计作为评价示波器噪声的表现的重要指标。泰克的MSO6采用了全新设计的前端放大器Tek061，在较小的伏特/格设置上实现了非常好的噪声性能。因此搭配低噪声示波器才能保证电源轨探头发挥优异的特性。