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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。

快速傅里叶变换(fastFouriertransform)简称FFT,是利用计算机计算离散傅里叶变换（DFT)的、快速计算方法的统称。快速傅里叶变换是1965年由J.W.库利和T.W.图基提出的。采用这种算法能使计算机计算离散傅里叶变换所需要的乘法次数大为减少，特别是被变换的抽样点数N越多，FFT算法计算量的节省就越显著。一直以来，我们接受的教育就是要用FFT来进行频域信号的测试与分析。工作以后我们利用示波器上的FFT功能进行频域信号测试。
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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可不可以用电长度为二分之一波长的馈线来让相位刚好转360度，从而消除影响呢？原理上当然没问题，准备二分之一的馈线是件麻烦事，其次，由于每个频率的波长不一样，所以只有特定频率能刚好转360度，也就是说测试结果只能在特定频率有效。测试天线的阻抗时，就必须要想其它法。以下是一个例子：首先看相位，测馈线电长度。如果有条件把馈线从天线上取下，如果不能取下，找远离天线谐振点的频率来读取就行了，这里测得馈线电长度约5.29米。
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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因为传统的线缆如BNC或SMA线缆本身是可导电的而且容易受到来自于干扰室内部的电磁波的影响，因此光发送和接收单元以及光纤需要被用来将干扰室内部的ECU发出的信号传送到位于干扰室外部的测试设备。光纤是非导体所以不会受到干扰室内的电磁场的影响。为了将线缆从干扰室内部连接到测试设备上，在干扰室边界处波导管被用来输出光信号，从而允许干扰室在将ECU的信号输出时仍旧保持完全的封闭。光纤波导拥有一个高通截止频率，该频率高于在干扰室中测试的频率范围，因此不会对干扰室中所创造的环境产生干扰。

(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。

仪器计量自贡-认证中心从事件表我们看到，帧CAN-FD的位置在-12.479ms，也就是在内存数据的端，已经达到了全内存解码。当然这种功能强大的全内存解码也是受一定条件约束的，我们在下面的内容中会提到。系统会判断解码情况新特性是基于保持原来解码速度，尽量拓宽解码范围的思想设计出来的。这意味着，对于大数据量的解码，是基于一定比例的样本点抽取后进行的(用于解码的数据量越少，解码越快)。系统会根据抽点的情况，与协议的特点(波特率等)比较，判断解码是否存在风险(解码错误或不能解码的风险)。