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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。

空气环境检测当然也离不气体传感器，比如空气质量监测（应用与空调、新风系统、智能家居、空气净化器等），应用传感器检测空气质量、温湿度、氮的氧化物、硫的氧化物、 等引起酸雨的气体；检测二氧化碳、 、一氧化二氮、臭氧、氟里昂等温室效应气体；检测臭氧、氟里昂等破坏臭氧层的气体；检测 、 和气体难闻气体等。总而言之，气体传感器在市场上占有很大的的比重，根据其不同的功能在民用、工业、环境检测都有很大的作用。
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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红外测温仪化学工业在石化行业中，炼厂在常规的预防维护程序中采用温度显示系统。这些程序包括熔炉工艺的监控及热电偶示数的确认。在熔炉工艺检测中，红外显示器被用来检测受热面管集结碳的比例。这种被称之为焦化的集结，会导致熔炉的更高的点火率，也会使管子温度升高。这种高温工况会降低管子的寿命。因为这种结焦会妨碍产品均匀的吸收管子的热量。当使用红外测温仪的时候我们会发现结交区域的管表面温度往往会比其他区域的管子表面温度高。
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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再将各单元仪表箱输出的4～20MA模拟信号连接到多点 或控制执行机构，又可通过RS-232口与计算机，打印机等设备进行数据通讯。本系统中的测温单元通常选用精度较高。切换测温系统：该系统是通过将于各测温点的红外探头信号连接到一台多点测温仪上进行信号。并分别输出与各测温点相应的1～5V温度信号,供多点 记录，同时也可直接通过RS232口把温度数据输入计算机，由计算机分析,还可接打印机直接把温度数据打印出来。

(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。

无线电实验室洛阳-费用多少它们具有非常线性（在1kHz/94dBSPL时，总谐波失真（HarmonicDistortion，简称HD）为.1%或更优），且动态范围也很宽（通常优于3dBA至12dBA）。此外，MEMS麦克风对温度变化的敏感性很小，同样地，它们的麦克风振膜小巧轻薄，以至于对振动的敏感性比静电式麦克风低1倍以上。另外，MEMS麦克风大规模消费电子市场，因此价格也非常便宜。它们的灵敏度随时间变化依然非常稳定，通常不需要重新校准即可保持在I型规范的范围内。