计量器具校正安徽-外校单位

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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。

且检测精度，工作稳定性和使用寿命都有很高的要求，因此直插式氧探头很难采用传统氧化锆氧探头的整体氧化锆管状结构，而多采取技术要求较高的氧化锆和氧化铝管连接的结构。密封性能是这种氧化锆氧探头的 关键技术之一。目前上进的连接方式，是将氧化锆与氧化铝管 的焊接在一起，其密封性能，与采样式检测方式比，直插式检测有显而易见的优点：氧化锆直接接触气体，检测精度高，反应速度快，维护量较小。当测量烟气温度高于700℃时，传感器组成中省去加热器和测温热电偶。
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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温度控制是家电中 早建立且 重要的功能之一。基于先进薄膜纤维技术的铀电阻温度传感器就是一个很好的例子，它常用于厨房的加热盘和烤箱中。 关是远距离传感技术的典型例子。它应用于成千上万种电器设备中。 技术的应用包括：涡轮式仪表测量液体流量；水位监测，用于咖啡机中，或者用于洗碗机中监控软化剂和澄清剂的水位；洗碗机臂的控制；④洗衣机滚筒位置检测；⑤电器门检测的安全控制；⑥电动牙刷；⑦地毯吸尘器中的 传感器；浴缸升降和床的或 终位置的探测。
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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由于所有的物体均发射热辐射，热辐射是物体温度的函数，该数据可用来以一种非接触的方式决定物体的确切温度。整个云台通过以太网与机器人主控电脑连接，主控制器通过网络对红外热成像、高清相机和云台运动进行控制。热成像输出CVBS模拟和高清相机数字通过压缩板进行H264编码压缩，再传输到主控电脑。热成像测温数据通过以太网接穿透压缩板直达主控制器，向主控制器每秒多帧的全屏测温数据、温信息，同时也根据被测温设备特性从主控制获取辐射率、距离、区域信息等，结合机器人的预置位能力，可以有效保证测温的准确性和多次测温数据的数据可对比性。

(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。

计量器具校正安徽-外校单位更进一步，研发人员需设计热源和热管散热器的布设和接触。借助红外热像仪，研发人员发现热源和散热器可借助热管，实现热量的隔离传输，这让产品的设计可更加灵活。上图解说：热源功率30W；左图：热源和传统散热片直接接触，散热片温度呈现明显的热梯度分布；右图：热源通过热管将热量隔离传到给散热片，可以发现热管等温传输热量，散热片温度分布均匀；散热片远端温度较近端高0.5℃，是因为散热片加热周围空气，热空气上升聚集加热散热器远端所致；研发人员可进一步优化热管数量、大小、位置、分布等设计。