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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。

以一个1kΩ的电阻为例，如果电路的通频带为1MHz，则呈现在电阻两端的路电压噪声有效值为4μV(设温度为室温T=290K)。看起来噪声的电动势并不大，但设将其接入一个增益为106倍的放大电路时，其输出噪声可达4V，这时对电路的干扰就很大了。电路板上的电磁元件的干扰许多电路板上都有继电器、线圈等电磁元件，在电流通过时其线圈的电感和外壳的分布电容向周围辐射能量，其能量会对周围的电路产生干扰。像继电器等元件其反复工作，通断电时会产生瞬间的反向高压，形成瞬时浪涌电流，这种瞬间的高压对电路将产生极大的冲击，从而严重干扰电路的正常工作。
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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示波器的探头是连接被测电路与示波器输入端的电子部件，它对示波器测试结果的准确性至关重要，选择如果不合适，再先进的示波器也发挥不出作用。 简单的探头是连接被测电路与电子示波器输入端的一根导线。复杂的探头则由阻容元件和有源器件组成，于是探头种类就多了，有源探头、无源探头、差分探头、电流探头……令人眼花缭乱。本文就来理一理，看看不同的探头究竟该如何使用。1无源探头1:1无源探头的等效电路特点：它需要通过屏蔽线和示波器连接，示波器的输入阻抗一般设为1MΩ。
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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示波器用户在进行幅值/峰值等垂直量测量时，偶然遇到测量结果与预期稍有偏差，测量不够准确的问题，使用户对示波器的测量精度产生了质疑，在这里说说示波器幅值/峰值等垂直量测量为什么出现测量偏差，针对这种现象将如何从而减少测量误差。客户在使用示波器测量高频信号、强电压、微小信号或者电源纹波、噪声等的幅值/峰值等垂直量时，测量值出现偏差，垂直量测量值偏小或偏大等，导致用户对示波器测量准确性产生质疑。示波器测量疑问示波器垂直量测量出现偏差的原因归结为以下四点：低频补偿调节与否；示波器的底噪干扰对测量的影响；示波器的幅频特性曲线差异；④示波器的垂直分辨率对测量的影响。

(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。

工程类实验室厦门-认证公司我们将生物医学传感技术中常用的传感器按被观测的量划分为以下三类：物理传感器：用于测量和监护生物体的血压、呼吸、脉搏、体温、心音、心电、血液的粘度、流速和流量等物理量的检测。化学传感器：用于生物体中气味分子，体液（血液、汗液、尿液等）中的PH值，氧和二氧化碳含量（pOpCO2），Na+、K+、Ca2+、Cl-以及重金属离子等化学量的检测。生物传感器：用于生物体中组织、细胞、酶、抗原、抗体、受体、激素、胆酸，胆碱、五羟色胺等神经递质，DNA与RNA以及蛋白质等生物量的检测。