轻工实验室 -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。

为了避免这种情况发生，希望反射波尽快回到源端，也就是支线要尽可能短。如所示，在IOS-11898-2中规定分支长度在1M波特率下不得大于0.3m，1M波特率是CAN的波特率，所以其他波特率时，分支长度如果也遵循0.3m规范，则可以稳定运行。“T”型网络拓扑参 的规定是在1M波特率的条件下，有些场合或许无法到很短的分支，根据不同波特率，分支长度规范可以有适当的调整。
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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?位移量同步比较动态测量仪器。如测量线位移和角位移的渐线齿形检査仪、丝杠动态检査仪，以及测量角位移和角位移的齿形单面啮合检査仪、传动链测量仪等。在这类仪器中，测量角位移绝大多数用光栅式传感器，测量线位移也多数用光栅式传感器。?髙精度机床上的线位移和角位移测量。如高精度的光学坐标镗床、长刻线机和圆刻线机等。?数控机床上的位移测量。当前在数控机床的检测系统中，光栅式传感器用得很普遍，如数控车床、数控铣床，以及数控滚齿机等。
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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结构清晰的测试数据可让工程师将基本统计数据分析应用于人工智能和机器学习，从而将Python、R和TheMathWorks，Inc.MATLAB软件等常用工具集成到工作流程中，进而从数据中提取更多有用的信息。发、部署和管理测试软件传统的 桌面应用程序正在逐步转向基于网络的应用程序。这种转变使得测试难以实现。首先，需要在被测设备(DUT)上进行实时计算，以海量数据并实时出测试通过/失败的决策，同时本地操作员需要与测试设备和DUT进行交互。

(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。

轻工实验室 -外校单位半导体器件的跌价使得电源转换和控制的成本降低。许多直流电机被交流电机所取代，后者带来了效率和可靠性提高等优势。刷式直流电机的主题多种多样，如直流并联电机和通用电机，两者都使用定子线圈代替 磁性。在直流并联电机中，定子线圈与转子电路并联;而在通用电机中，定子线圈与转子串联。通用电机在家电应用中尤其常用，因为它具有高启动扭矩，可以高速运行。只需添加串联晶闸管并进行交流相位控制，便可轻松对通用电机进行速度控制。