计量器具校准内蒙古-检测单位

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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。

“若不能度量，则无法管理。”这是工业领域的一句口头禅，尤其适合于流量测量。简单说来，对流量监测的需求越来越多，常常还要求更高速度和精度的监测。有几个领域中，工业流量测量很重要，比如生活废弃物。随着人们越来越关注环境保护，为使我们的世界更干净卫生、污染更少，废弃物的处置和监测就变得非常重要。人类消耗着大量的水，随着 人口增长，用水量会越来越大。流量计至关重要，既能监测生活废水，也是污水厂过程控制系统不可或缺的一部分。
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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仪器中，不同检测方法之间没有数据交互或其它功能模块的关联。由于该技术只是两种或者多种检测设备的简单叠加组合，所以仪器的体积和重量并未精简，实现的功能也较简单。第二阶段：功能模块集成技术功能模块集成技术是指在仪器中，不同检测方法的某些共同功能是采用同一模块来实现的。这种集成仪器，当需要增加某种检测功能时，只需在仪器的插槽上插上该种功能的 模块便可实现该检测方法的集成。由于该种集成模式电路的某些功能是共用的，不仅检测数据进行了融合，不同的检测结果也可同屏显示，还可将不同检测方法得到的检测数据送入数据融合中心，得到融合结果，以便对检测对象的质量出综合判定。
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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方波振荡电路采用模拟分立元件或单片压控函数发生器以及FPGA都可以产生方波，但是采用模拟器件由于元件分散性太大，参数也与外接部件有关，外接电阻电容对参数影响太大，影响系统的稳定性，故本系统用FPGA产生方波。FPGA系统板上有晶振，可以产生高精度高稳定度的基准频率。利用镇相环可以输出频率稳定的信号源，如果对输出信号再进行分频就可以得到步进频率较细的频率源。分频的方法可以使用锁相环来实现。操作方便，输出信号稳定性好，可以产生频率为晶振的约数的任意频率。

(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。

计量器具校准内蒙古-检测单位Pico示波器测试输出阻抗为5Ω的信号时，需要配套一个5Ω转1MΩ的直通端子。 近在一个客户那里进行现场测试，发现波形的振荡比较严重，如红框所示，从而导致无法进行正确的数据分析。波形振荡严重经过分析之后，发现信号输出阻抗是5Ω，而示波器的输入阻抗是1MΩ，由于阻抗不匹配引起的波形振荡。之后加了一个5Ω转1MΩ的直通端子，测出来的波形就没有振荡了，如所示同时了解到：当输入阻抗为5Ω时，测量电压为5VRMS，即示波器的测量范围只能低于±5V，否则就会烧坏阻抗匹配电路。