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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。

横河SMU除了具有精度高、稳定性强和响应速度快等优点外，还具有分辨率高、噪声低、可四象限运行、同时具备测量通道与源发生通道以及拥有强大的可编程能力和可扩展等特性。灵活运用这些特性，可使横河的SMU在生物化学、材料器件和信息通信等领域满足各式各样的测试需求，帮助研究人员优化试验方案，提高测试系统的效率以及设计和生产效率。本期将着重介绍SMU的各种基础应用方案。用作基准电流电压源及任意波形发生器SMU的GS系列产品基本精度可达.16%，温度系数可达±.8%，除了可用作直流基准电流电压源外，GS6GS82还具有脉冲发生模式，可以用作脉冲电流电压源。
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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带宽决定了数字示波器对信号的基本测量能力。随着信号频率的增加，数字示波器对信号的准确显示能力下降。实际测试中我们会发现，当被测信号的频率与数字示波器带宽相近时，数字示波器将无法分辨信号的高频变化，显示信号出现失真。：频率为100MHz、电压幅度为1V的信号用带宽为100MHz的数字示波器测试，其显示的电压只有0.7V左右。为同一阶跃信号用带宽分别为4GHz、1.5GHz和300MHz的数字示波器测量所得的结果。
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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在可燃气体报器应远离空调、取暖设备，避免位置不当引发故障。使用者使用可燃性气体检测仪过程中还应注意防电磁干扰。可燃气体报器位置、角度、防护措施以及系统布线等方面都应防电磁干扰。电磁环境对可燃气体报器的影响途径主要有三条：空中电磁波干扰；电源及其他输入输出线上的窄脉冲群；人体静电。另外使用者还应注意防爆场所可燃性气体检测仪的设置,如散发可燃气体的甲类厂房应选用防爆型的可燃气体报器，其防爆等级不应低于现行规范相应的防爆等级要求。

(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。

仪器外校周口-费用多少从而帮助用户限度地减少试验前的时间，”奇石乐产品经理JakubVidner博士说。快速和用户优化操作车辆测试人员希望将精力集中在实际测试上，而非准备工作上。得益于无线局域网信号强传输覆盖范围广，新型KiRoadWirelessP1系统在无需额外接收天线的情况下便可平稳运行。“过去，必须外置反射天线，或者将外部接收天线用数米长的电缆安在卡车底盘上，以便尽可能靠近传感器。而有了KiRoadWirelessP1系统，无需在这些步骤上花费宝贵的时间，”Vidner博士解释说，“现在只需在驾驶室中车载电子单元，将车轮模块在驱动轴上，测量链便准备就绪了。