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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。

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3W；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.5℃，是因为散热片加热周围空气，热空气上升聚研发人员可进一步优化热管数量、大小、位置、分布等设计。降低焦虑和拥堵哈勒默梅尔市 近决定15台的FLIRTrafiOne热成像行人检测器，这些检测器可以检测行人存在信息，确认行人按钮的绿灯请求。如果热成像行人检测器检测到行人离，没有人等待过街，那么就会取消行人绿灯信号。“行人时常冒险闯红灯，”哈勒默梅尔市交通信号控制负责人GabySteenhoven说。“我们经常看到这种情况。行人按下按钮，环顾四周然后迅速穿过马路，不管行人绿灯时间是否已经启用。
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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读数仅取决于电阻，实际上与测试引线电阻无关。四线测量可产生非常准确，可重复和稳定的电阻测量值，特别适合于低值测量，甚至低至1兆欧。由于输入阻抗和电压表的泄漏电流可能会影响读数，因此它不太适合高阻值的测量。六线测量如果要测量的电阻与其他电阻并联，则使用六线测量。这是在ATE系统中要在PCB上就地测量电阻的常见问题。该技术通过在用户定义的节点上保持保护电压来隔离被测电阻，该保护电压由来自V+端子的电压缓冲器驱动。
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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为了从频率角度说明概念，展示了一个带有来自直接变频架构的两个发送信号的示例。在这些示例中，射频位于LO的 。在直接变频架构中，镜像频率和三次谐波出现在LO的相对侧，并显示在LO频率下方。当将不同通道的LO频率设置为相同的频率时，杂散频率也处于相同的频率，如a所示。b所示为LO2的设置频率高于LO1的情况。数字NCO同等地偏移，使RF信号实现相干增益。镜像和三次谐波失真积处于不同的频率，因此不相关。

(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。

仪器外校六安-校准公司在高速逻辑电路里，这类问题特别脆弱，原因很多：电源与地线的阻抗随频率增加而增加，公共阻抗耦合的发生比较频繁；信号频率较高，通过寄生电容耦合到步线较有效，串扰发生更容易；信号回路尺寸与时钟频率及其谐波的波长相比拟，辐射更加显著。引起信号线路反射的阻抗不匹配问题。总体概念及考虑五一五规则，即时钟频率到5MHz或脉冲上升时间小于5ns，则PCB板须采用多层板。不同电源平面不能重叠。