计量器具校准邵阳-校验公司

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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。

大陆封测产业的机遇摩尔定律由英特尔创始人之一戈登摩尔提出，大致意思为，每隔18-24个月在价格不变的情况下，集成电路上可容纳的元器件数目会翻一倍，性能也将提升一倍。这一定律统治了半导体产业50多年，近些年却屡屡被预估将要走向终结，而预测者中甚至包括摩尔本人。而这条金科玉律走向末路的佐证之一便是英特尔修改了基于摩尔定律的“Tick-Tock”策略，将这一架构和工艺交替升级策略的研发周期在时间上从两年延长至三年，制程工艺变为三代一升级，并且其10nm制程一直跳票。
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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现场动平衡测量仪是厂矿企业、技术鉴定部门检测动平衡的 工具。现场动平衡测量仪特别在旋转机械动平衡检测方面，只需按一下按键，便知被检测的机械总振动值是多少及由于旋转部份产生不平衡量是多少，一目了然便知现场动平衡测量仪是否合格。现场动平衡测量仪既可以在现场对设备进行动平衡，还可以进行振动检测与振动分析。数字显示设备的转速、振幅、相位， 终得到平衡所需的加（去）重重量、相位，全部功能实现在一只箱中，真正便携。
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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典型的电磁继电器（EMR）在小负载的情况下，寿命一般在1000万次，仪器级的 继电器拥有超过10亿次的操作次数。影响寿命的主要的因素是测试系统中的负载的特征还有关的切换的位置的信号特征。不管是电子设备或者是继电器切换的信号是非常高的电压或者是电流，或者是在热切换（切换的时候，关是带有信号）的情况下，将会产生电弧，从而腐蚀关触点。热切换对继电器的使用寿命影响很大，冷切换和热切换的影响往往是想差3个数量级的。

(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。

计量器具校准邵阳-校验公司MEMS麦克风结构和封装示意图这些优势使MEMS麦克风成为设计的理想选择。当然，若想设计的声级计，MEMS麦克风还需弥补一些缺陷。由于MEMS麦克风是在器件级数字信号，因此无法从电路中单独移出压力敏感腔，并单独测试模拟链路。而声级计的所有相关标准都编写于2世纪7年代，并设声级计设计包括一个单独的麦克风振腔，驱动一个模拟链或者一个模数转换器（ADC），然后是一个数字链。这就要求使用号代替麦克风来测试声级计。