测试设备校验揭阳-外校单位

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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。

无论是实验室环境还是生产车间，都需要采用更的半导体测试方法。半导体测试是NI的战略重点。我们正在扩展我们的软件和PXI功能，以帮助芯片商应对他们面临的挑战，这一点通过NI的PXISMU可以完全体现出来。”由于其高吞吐量、高性价比和占地面积小，NI的半导体测试系统(STS)正在快速应用到芯片生产中。全新的PXIe-4163SMU则进一步增强了这些功能，它能更高的直流通道密度，使多站点应用具有更高的并行性，以及在生产中实验室级别的测量质量。
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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同时由于放大倍数比加大，传感器材质一般不会完全对UVA和UVB波段的紫外线不敏感，太阳光中的A和B波段的紫外线相对于电晕中的C波段紫外线是不可忽视的。在高放大倍速的电路中，在太阳光下A和B波段造成的误差会完全覆盖C波段，故传感器在使用过程中必须添加滤光片。德国Sglux的UV-Arc探测器自带太阳光中A和B波段的滤光镜，其金属外壳具有很高的电磁兼容性。传感器本体完全防水，主要是用于受电 电弧监测中，高压电线电弧监测，监测距离需要根据电弧强度决定。
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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当性轴受扭时，应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器AD620放大成1.5v±1v的强信号，再通过V/F转换器变换成频率信号，通过信号环形变压器T2从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈，再经过外壳上的信号电路滤波、整形即可得到与性轴承受的扭矩成正比的频率信号，该信号为TTL电平，既可给 二次仪表或频率计显示也可直接送计算机。由于该旋转变压器动——静环之间只有零点几毫米的间隙，加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内，形成有效的屏蔽，因此具有很强的抗干扰能力。

(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。

测试设备校验揭阳-外校单位在必须将工件从投影比较仪再送到其它仪器（如测量系统或万工显）上作进一步检测的情况下，就可以充分体现出组合测量方式的潜在价值。用户或许可以用投影比较仪的低倍放大镜完成大部分测量工作，但OV2系统却能完成用投影比较仪难以完成的检测任务。QC300触摸显示屏的应用可使投影比较仪用途更广泛、读数更，它能显示X-Y读数和测量数据，同时内置的卡可支持摄像机的实时图像。此外，它还具有CNC系统普遍具有的边缘检测功能，即可通过扫描在显示器十字瞄准线周围圆形区内的图像，对工件的边缘点进行自动检测和定标，从而可消除操作者用十字线肉眼瞄准工件边缘造成的主观人为误差。