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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。

很多人都以为蓄电池是汽车上的电源，其实并不是，发电机才是汽车上真正的电源。当发动机正常工作时，发电机的输出电压高于汽车蓄电池的电压，发电机向所有用电设备（起动机除外）供电，同时向蓄电池充电；而蓄电池只有在发动机起动时，用其内部存储的电能带动起动机工作。发电机及电压调节器、蓄电池、充电指示灯和相关的导线共同组成了汽车的供电系统，它们之间的连接关系如下图：下面分别来说说各元器件的作用。发电机发电机是汽车用电设备的主要电源。
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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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。
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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“过去，研究人员主要使用间接测量，这种方法通过对极化进行测量，并将极化测量值作为温度和电压的函数推导得出电热效应，而不是实际的温度测量结果，”RomainFaye说。“然而，间接测量并不总是能够得出正确的解释。我们的团队一直在寻找更有效的直接温度测量方法。”直接测量温度变化 常用的方法是使用热电偶和红外热像仪。热电偶是测量与温度变化相关的电压变化的电子设备，而红外热像仪则测量与温度变化相关的红外辐射变化。

(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。

计量器具校正攀枝花-第三方公司数字示波器的一个捕获周期连续多个捕获周期内，死区时间越长，相对的有效捕获时间就越短，一旦示波器的波形捕获率过低，这样就有可能导致异常信号出现在死区时间内而被漏掉。由此可见示波器的波形捕获率对于能否捕捉低概率的异常信号是很关键的，信号里面随机的异常信号及偶发信号往往是无法被预测的，波形捕获率越高，越有利于捕获低概率的信号!那么，我们如何验证那些示波器厂家所标称的几十万甚至上百万的波形捕获率的真呢?测量示波器的波形捕获率并不难，大多数示波器都会一个触发输出信号，通常用于使其他仪器与示波器的触发同步，我们可以通过频率计以及其他示波器来测量这个触发信号的平均频率，进而测量出待测示波器的波形捕获率。