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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。

电容感应技术是 可靠的液位监测方法之一。这是因为液体本身具有导电性，从而引起电容传感器的电容发生变化。电容传感器分为两种：自电容和互电容。自电容使用单个引脚作为传感器，测量该引脚和地面之间的电容。这一电容被称为寄生电容。液体对传感器寄生电容的改变程度取决于液体体积。互电容使用一对引脚。其中一个作为发送器(TX)，另一个作为接收器(RX)。这种方法测量的是两者之间的电容，即互电容。液体会引起互电容的变化，而变化程度取决于液位。
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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大多数发射辐射测试标准都要求在OATS（阔场测试）和微波暗室测试，以保证实验的可重复性。然而，为了分析室内电磁环境中计算机辐射对人体产生的电磁辐射生物效应和实现对计算机辐射信息的侦听、截获以及重现，在实际环境中进行测量是必不可少的。本文通过TektronixTDS50数字荧光示波器和WCA280A无线通信分析仪搭建了室内电磁环境中的计算机系统的电测辐射测量系统，完成了对计算机系统辐射频谱和时域波形的测量。
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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按照铁路行业EN50155标准要求，应用在高铁门控系统的电 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。

(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。

仪器计量-验厂 滤波器是通用的无源、线性、两端口器件，通常采用扫频传输/反射测试技术来完整的表征他的特性。虽然滤波器是一种简单的电气元件，但是它的特性在元件测试系统中的地位是很重要的。此案例是测试一个低通滤波器，要求它对于带宽内的信号具有的损耗和失真，而对宽带之外的信号具有的。为了地测试这些特性,要求测量系统的频率和功率电平在很宽的范围内都要非常。用GA4063可以对测试滤波器简单的定性分析，测试方法和实测效果如下图所示。