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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。

当低频时，电容C由于阻抗Z比较大，有用信号可以顺利通过；当高频时，电容C由于阻抗Z已经很小了，相当于把高频噪声短路到GND上去了。电容滤波在何时会失效整改中常常会使用电容这种元器件进行滤波，往往有“大电容滤低频，小电容滤高频”的说法。以常见的表贴式MLCC陶瓷电容为例，进行等效模型如下：容值10nF，封装0603的X7R陶瓷的模型参数如下：由于等效模型中既有电容C，也有电感L，组成了二阶系统，就存在不稳定性。
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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由于采样电阻本身阻值非常小，如果直接读电源端的电压值会有导线引起的线损值导致误差，所以一般是需要用高精度DVM表再去量测采样电阻两端的电压值。IT64高精度双极性直流电源，在供电输出的同时也具有DVM的量测功能，可以如下图所示连接测试，完成采样电阻标定。用户选择一台IT6411S达成了高性价比的源表功能。IT64电源接线测试图IT6411S系列IT64系列直流电源了丰富的电能基础测量功能，内置了高精度的DVM数字电压表用来量测外部电压，显示分辨率高达1mV。
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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如果不在屏蔽室中，周围环境中的电磁场会在电缆上感应出电流，造成误判断。因此应首先将设备的电源断，在设备没有加电的状态下测量电缆上的背景电流，并记录下来，以便与设备加电后测量的结果进行比较，排除背景的影响。如果在用天线进行测量时将频谱分析仪的扫描频率局限感兴趣的频率周围很小的范围内，则可以排除环境中的干扰。用近场探头检测机箱的泄漏如果设备上外拖电缆上没有较强的共模电流，就要检查设备机箱上是否有电磁泄漏。

(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。

轻工实验室周口-认证中心目前虚拟数字示波器发展迅速，它便携、小巧更加方便用户使用，带宽可选择及其高性能的指标能满足不同用户的需求，成为 有前途的产品。MSO混合信号示波器和FPGA内置的逻辑分析技术正在抢占传统逻辑分析仪的市场。电磁参量分析与记录装置正朝着更加简单易用、多功能、小型化方向发展，国内市场稳中有升，出口不断增加。电能质量分析随着国民经济和电力工业的飞速发展，用电负荷日趋复杂化和多样化，具有非线性、冲击性、不平衡特征负荷设备的广泛应用，导致电网的波形产生严重畸变，使得谐波、电压波动闪变、频率波动、三相不平衡、暂时过电压和瞬态过电压、电压凹陷与短时间间断等现象频发。