测试仪表校准内蒙古-CNAS检测机构

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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。

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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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如果要对它们测量这类信号的能力进行评估，首先要有一台能产生这类信号的设备，市场上能输出这类信号的设备较少且价格昂贵。若使用信号发生器，频率范围通常都能满足要求，但信号发生器的输出电流较小，不足以直接驱动阻抗较低的电磁线圈；所以在普通的信号发生器与电磁线圈之间接入宽带功率放大器是一种较好的选择。以数字钳形表为例的测量系统示意图如下所示：测量原理如下：数字钳形表对交流电流的测量，实际上是利用磁感应线圈组成的钳头，去感应电磁线圈的磁场变化（磁通量变化），并产生相应的感应电动势（电压信号）到钳形表的采样电路，钳形表根据测量电压的大小计算电磁线圈的磁通量，而电磁线圈的磁通量变化大小与线圈通过的信号电流成正比，因此钳形表根据测量感应电压大小计算信号电流；根据欧姆定律可知，电磁线圈的信号电流为：线圈绕组两端电压/线圈绕组总阻抗，故测试所需的信号频率和信号电流的大小可以通过设置信号发生器频率和幅度来改变。
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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由于不同的自动化层对通信系统的要求也大不相同，因此使用按照层划分的不同层的子系统的组合要比使用单个通用总线更合适。根据各个自动化层的要求使用不同的通信系统，如图2所示。图2生产自动化系统中分等级的网络结构其中现场总线系统作为工厂数字通信网络的层-现场层，实现了生产过程现场的设备装置之间的互联互通，并使生产过程的控制与更高的管理层紧密的在一起。采用现场总线、智能检测和执行设备后，可以得到更多的有关现场与设备的状态信息。

(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。

测试仪表校准内蒙古-CNAS检测机构使用“时间门”选择脉冲响应中的特定部分而其余部分。时间门在时域分析状态进行选取和配置。时间门选取的时间片段对应测试通道内的某一段位置，在时域分析模式选取时间门，对应电缆连接监控位置点，打时间门后，切换到频域进行监测。测试方法：DUT为线缆，可以是10Ω~1kΩ内任意阻抗；被测电缆焊接50Ω同轴接头，如SMN;如果DUT为差分电缆，每个电缆对焊接两对50Ω同轴接头，每对接头外壳导体互联，并连接DUT屏蔽层。