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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。

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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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用户可以使用4个中等功率SMU(42-SMU,421-S SMU)，对高电阻材料，要求使用42-PA前置放大器。A-SCS包括多项内置测试，在需要时把SMU的功能自动切换到电压表或电流源，霍尔电压测量要求对样本应用磁场。A-SCS包括交互软件，在半导体材料上进行范德堡法和霍尔电压测量。A-SCSClarius+软件了的程序库，除电阻率和霍尔电压测试外，还包括许多其他测试和项目。
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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探测头通过气体传感器对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷仪表显示部分。现在市面上有各种各样的气体传感器。应用也相当广泛。气体传感器在民用、工业、环境检测等方面都有着广泛的应用。现如今，气体传感器的种类也越来越多，目前市场上出现的气体传感器就不下于五种，分别有半导气体传感器、固体电解质气体传感器、接触燃烧式气体传感器、电化学气体传感器、光学气体传感嚣等。在民用方面气体传感器的应用主要体现在厨房里检测天然气、 和城市 等民用燃气的泄漏，检测微波炉中食物烹调时产生的气体从而自动控制微波炉烹调食物；气体传感器在工业应用主要是应用在石化工业中检测二氧化碳、氮氧化合物、硫氧化物、 、 及等有害气体；半导体和微电子工业检测 和磷烷等剧气体；电力工业检测电力变压器油变质过程中产生的氢气等。

(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。

工程类实验室黄山-电话检查充电机两路充电接口应能同时输出，且充电机功率分配级差应不大于2kW，检查并记录充电机功率分配切换时间。在这项测试中选用IT89直流电子负载，可获得高达1mV和1mA的电压电流分辨率，CV+CC模式有效电流突波，具有超高的回路响应及5kHZ测量速度，并内置LAN/USB/RS232/GPIB等通讯接口，配合系统完成测试。在应用实践中，艾德克斯IT89高性能大功率可编程直流电子负载以其超高性能、便于维护等优点获得了客户们的广泛认可。