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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。

关电源已经深入到国民经济的各个行业当中，设计师或是自行设计电源或是购电源模块，但是这些电源都离不电源的各种电路拓扑。本文先介绍了关电源的三大基础拓扑：Buck、Boost、Buck-Boost，并就这三者拓扑之间进行了简单地组合，得到了非常巧妙的电路，：正负输出电源、双向电源等，能够满足诸如运放供电、电池充放电等某些特殊的需求。关电源基础拓扑关电源三大基础拓扑为：Buck、Boost、Buck-Boost，大部分关电源都是采用这几种基础拓扑或者其对应的隔离方式，下面以电感连续模式进行简单介绍。
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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按照铁路行业EN50155标准要求，应用在高铁门控系统的电源产品其电磁兼容需满足EN50121-3-2认证要求，同时浪涌需通过差模（线--线）1KV/共模（线--地）2KV。某高铁门控系统，为增强设备抗干扰能力，减少失效风险，采用隔离电源供电。但在认证测试时进行浪涌试验，发现系统的差模浪涌可以满足要求，但进行共模浪涌试验时，整个设备拉弧现象严重，并且导致多处IC损坏。为此，下面对设备的设计电路进行分析和整改。
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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从以上测试结果可以看出，电压优先模式下，保证电压的输出波形质量，电流有可能会过冲；而在电流优先模式下，不管启动电流是毫安还是安培级，IT6100B都能很好地管理过冲，保证电流的输出波形 W）为高速高精度的可编程直流电源，满载上升 可达500us，分辨率可达0.1mV/0.01mA，输出波形优先模式可让电压或电流的上升波形高速且无过冲，在航天电源模块等高精度测试领域广泛应用。

(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。

测试设备校准贵港-认证中心可不可以用电长度为二分之一波长的馈线来让相位刚好转360度，从而消除影响呢？原理上当然没问题，准备二分之一的馈线是件麻烦事，其次，由于每个频率的波长不一样，所以只有特定频率能刚好转360度，也就是说测试结果只能在特定频率有效。测试天线的阻抗时，就必须要想其它法。以下是一个例子：首先看相位，测馈线电长度。如果有条件把馈线从天线上取下，如果不能取下，找远离天线谐振点的频率来读取就行了，这里测得馈线电长度约5.29米。