工程类实验室雅安-验厂

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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。

同时通过长时间高温老化可以使元器件的缺陷、焊接和装配等生产过程中存在的隐患提前暴露出来。电源模块常见的低温和高温 的现象有：工作振荡，输出电压纹波和噪声变大，频率发生改变，严重的甚至输出电压跳变，模块啸叫。启动 ，如启动时输出电压升上波形有明显掉沟，输出电压不稳定，甚至模块完全启动失效。带容性负载能力减弱，无法带容性负载启动。启动时输出电压过冲幅度变大，超出规定范围。
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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在这种情况下，Leica的6D测量产品—T系列解决方案应运而生。T系列测量工具的原理是通过在跟踪仪上增加了T-Cam相机，从而在测量和跟踪过程中，不仅可以监控跟踪目标的X,Y,Z(中心值)，同时还可以提取目标的I,J,K(沿三个方向的扭转)用于体现目标的旋转姿态。通过这种方式，可以得到更多的计算信息:通过在T系列目标上增加探针，激光跟踪仪扩展成为走动式的三坐标测量系统，测量范围可以达到直径5m。既方便的利用了激光跟踪仪的现场适应能力、便携性能又能够满足大尺寸工件的高精度测量需求。
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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所有获取帧叠加显示允许快速的视觉比较.所有获取帧叠加显示允许快速的视觉比较在中，分段存储帧被叠加，因此所有的脉冲在屏幕上看起来都是堆叠在一起的。这允许对所有获取帧进行快速的可视比较。选定的帧被设置为100,000，波形以蓝色显示在叠加帧的顶部。参考帧和所选帧之间的时间差(Delta)显示在显示器右侧的结果面板中。Fastframe分段存储方法的优点包括：?高Fastframe波形捕获率增加捕获偶发事件的概率?使用高采样率保证了波形细节?使捕捉脉冲的死区时间，确保有效利用记录长度?存储帧可以快速和直观地进行比较，以确定是否在叠加显示中出现异常显示平均总结帧信息.5系列MSO分段存储显示，显示平均总结帧信息Fastframe分段存储支持标准的样本采集模式，以及峰值检测和高分辨率模式。

(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。

工程类实验室雅安-验厂 另外，LM71-Q1可以监测TCU模块的总体温度，当温度处于-40°C和+150°C之间时，测量精度可达+3/-2°C。如前所述，TCU采用来自变速箱的温度数据，作为其决策过程的一部分。LMT01-Q1是采用双引脚引线封装的一种易用型数字温度传感器，您可以把它在变速箱上。将导线与LMT01-Q1封装的引线压接在一起，即可把这些导线连接至TCU电路板。LMT01-Q1通过发送脉冲来传输温度数据，MCU/器会为脉冲计数。