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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。

DC-DC模块因为其效率高，体积小广泛应用于各种电子产品中，在其研发、生产和检验验收阶段都需要测试其主要的技术指标，如源效应，负载效应和准确度等。在测试时，其需要一个可调的直流电源激励。以源效应为例，其测试示意图如所示。DC-DC源效应测试示意图以电科43所研制的HTR28系列DC-DC模块为例，其输入直流电压范围为16V?40V。在测试其源效应时，就需要将可调直流电源的输入从16V调节到40V，通常是采用旋转编码器来调节可调直流电源的电压输出的，在这么宽的范围内调节，调节需要一定的时间，不能直接从一个电压跳变到另一个电压，采用程控直流电源作为可调直流电源就能够很好解决这个问题。
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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RaytekMMMT测温仪可以很巧妙地避免上述问题的发生。它的优势集中在以下三个方面：选择正确波长的仪器是在RaytekMMMT应用成功的关键。波长 短原则可能不适用。如果火焰比较脏，RaytekMMMT传感器将取得比较好的测温效果。如果使用一个波长较短的设备，火焰对测温仪将有很大影响，产生一个较高的虚温度。一个模拟输出温度，用户可以在金属在正确温度时控制加热的火焰。加热周期可以被减少并减少过热，产品温度不合格情况是可以避免的。
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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PerformanceTest即特定场景(SISO/MIMO)下的吞吐量测试5G的到来，为OTA测试带来了新挑战5G时代，系统频段更高，此外基站MassiveMIMO技术的应用，使得传统的传导复杂程度大大提高，除了手机，基站端也不得不进行OTA测试。5GOTA测试面临着一系列的新挑战5GOTA测量需支持两个频段：FR1—6GHz以下频段以及FR2—毫米波频段。基站端引入的MassiveMIMO技术要求其至少支持8X8阵列天线，阵列波束的直接远场测试对暗室尺寸要求很大。

(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。

计量器具校正西安-认证中心挑战在于，在“空中”(OTA)进行测量时，基准电平必需保持得相当高(-30dBm)，这样在测量所有RF能量时，频谱分析仪才不会过载。在大多数频谱分析仪中，RBW控制功能会根据用户配置的频宽自动设置。在OTA测量中，应降低RBW值，以查看可能影响受扰接收机的小信号。这种组合导致大多数电池供电的频谱分析仪的扫描速率非常低，也就是说，其不可能看到导致干扰的小的间歇性瞬态信号。实时频谱分析仪解决了这个问题，它能够使用RBW较窄的滤波器测量频谱，速度要快于基本扫频分析仪。