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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。

其中半导体器件(包括：半导体分立器件、集成电路等)大多数是辐射敏感器件，辐射环境对这些器件的性能会产生不同程度的影响，甚至使其失效。针对各种辐射效应，在器件的材料、电路设计、结构设计、工艺及封装等各个环节采取加固措施，使其具有一定的抗辐射性能。选择抗辐射加固的器件应用在空间辐射环境中，将能提高航天器的可靠性和使用寿命;应用在战略武器中，将能提高其效能和突防能力。空间辐射环境对电子器件主要产生电离辐射总剂量(TID)效应和单粒子效应(SEE);核辐射环境尤其是核环境，主要产生瞬时电离辐射总剂量效应、中子辐射效应和电磁脉冲损伤效应。
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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多数频谱仪用户都知道，测量高出频谱仪显示平均噪声电平20dB以内的信号都会受仪器本底噪声的影响，而使得测量结果变差。频谱仪测量的结果是RF输入信号频谱和仪器噪声频谱的叠加，是不是可以将频谱仪本底噪声测量出来，然后从频谱仪每次测量结果中减掉本底噪声呢？本底噪声扩展技术是一种利用已知的仪器的本底噪声提高测量精度的校正算法，就是一种将前端的本底噪声减掉，只分析和显示输入信号的功率电平的测量方法，不仅可以提高测量精度，也可以扩展动态范围。
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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江盛任表示，微型空气质量传感器设置地点，以民众生活周遭空气质量为优先考虑，科学园区、香山工业区、交通要道等处布建 多，除了345个空气质量传感器外，今年还增设8台风速、风向传感器，以提升环境分析效果。郑少高速沿线天桥即将的桥梁健康监测传感器3.郑州高速公路跨线天桥健康监测系统桥梁安全一直是高速公路安全运营的重要组成部分，也是桥梁日常养护工作的重中之重。目前，位于河南郑州的郑少高速通16年来，桥梁害日趋呈现多样性、复杂性和隐蔽性等问题。

(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。

计量器具校正达州-认证中心环境试验一般只对小部分产品进行，常见的环境试验内容和方法如下：温度试验用以检查温度环境对仪器仪表的影响，确定仪器仪表在高温和低温条件下工作和储存的适应性，它包括高温和低温负荷试验、高温和低温储存试验。高温试验用以检查高温环境对仪器仪表的影响，确定仪器仪表在高温条件下工作和储存的适应性。它包括高温负荷试验和高温储存试验。低温试验用以检查低温环境对仪器仪表的影响，确定仪器仪表在高温条件下工作和储存的适应性。