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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。

有没有一个曝光时间能够安全涵盖一个场景的温度变化，并测量该场景的所有冷热物体？没有，但有另一个选项。解决方案：FLIR超帧技术FLIR超帧技术指的是，在一个快速的连续时间内，以逐渐加快的曝光时间拍摄一组4幅具有代表性的场景图像（子帧），然后重复这个循环。每次循环的子帧被合并为一个超帧，如我们所知，这个超帧结合了曝光时间不同的4个子帧的特性。这一过程称为叠加。采用这种方式，叠加算法生成的超帧图像对比度高，温度范围广。
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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时序的一致性和稳定性分析，一直以来都是业界难题。在某产品测试过程中，工程师反馈偶尔会出现数据异常，经过系统性的分析，致远电子测试团队推测可能是ADC芯片的SPI通信总线的时序存在偶发异常，但由于异常出现概率很低，该如何对SPI通信总线偶发的时序问题进行呢？下文为你分析ZLG致远电子的时序一致性测试方案。搭建测试环境SPI总线测试点位于主机的主板底部，时钟频率大约为33MHz，属高频信号，所以对探头的端接方式比较讲究；为了方便测试，如所示，用短线将测试点引出，探头的地线也从前端自绕线引出，这样可以提高信号完整性，减少示波器采样对时序分析过程的影响。
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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微型化传感器的微型化值在功能不变甚至增强的条件下，大幅度减小传感器的体积。微型化是现代精密测量与控制的要求，原则上将，传感器的尺寸越小对被测对象及环境的影响越小，对能量的消耗越少，越易实现测量。成化传感器的集成化指下面两个方向的集成：多测量参数的集成，即可测量多种参数。传感去与后续电路的集成，即将敏感元件、转换元件、转换电路乃至电源等集成在同一块芯片上，使其具有很高的性能。

(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。

计量器具校正-认证单位如果主要目的是滤除高频噪声，则应将电容器增加至所需滤波的值。，100kHz的滤波频率需要一个80nF电容。该电容器可以有一个低额定电压值，但应具有良好的高频特性。所需的电容器值可通过下面的公式计算：瞬态在瞬态共模电压大于30伏特（V）的应用中，需要瞬态电路。有关如何设计瞬态电路的详细信息，请参阅NCS21xR数据表中的基本连接应用注释。滤波并不总是必需的，具有的动态变化电流的电池供电的直流电路将是一个例子。