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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。

为解决这些挑战，新模块在电压和测量电流时，支持的电缆长度和连接电容 SMU是为采用长电缆、关矩阵、通过栅极接触卡盘及其他夹具的测试装置专门设计的。这就让研究人员和测试工程师节省了大量的时间和成本，而这些时间和成本本来可以花费在故障排除和重新配置测试设置上。“因为要降低电流来节省能耗，精细测试装置所产生的高负载电容正成为一个日益严重的问题。在测试智能手机或平板电脑采用的大型LCD面板时，就面临着同样的问题。
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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从安全方面考虑，三个机柜都必须接大地，强电线路与信号线分避免干扰这些都是要遵循的基本原则。实际机柜间位置较远，接地对于高频干扰改善不多，只作为安全措施。解决这种问题一般考虑是从干扰源、传播路径、敏感设备三方面着手。驱动器和PA是成型的设备，不便于改动，考虑从传播路径入手，使用多芯屏蔽电缆连接扭矩传感器到测控柜，传感器端屏蔽层连接到传感器外壳，也与电机连通，另一侧屏蔽层接到测控柜机壳。 初的时候屏蔽层通过一根较长的线连接到测控柜，发现并没有改善， 使用铜片将整根线压到机柜，干扰得到很大衰减。
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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因此噪声系数是越低越好，因为在理想情况下，微波元件、子系统或系统应没有噪声施加到通过的信号上。但实际上所有电子器件都会增加一些噪声，叠加噪声的是的器件，这些器件有的噪声系数。噪声系数的重要性有多高?不管如何估计噪声系数对系统整体性能和成本的重要性都不会过高。，把直播 的噪声系数降一半，即从2dB降到1dB，与把 转发器的功率增加25%在性能上有相同的效果。显然，商会发现增加空间发射机功率的成本要远远高于地面站接收器低噪声放大器(LNA)性能。

(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。

仪器外校梧州-计量公司测试方法：由于客户测试的心率测试模块可以外接蓝牙及时监控记录，因此使用精密电源IT6412供电，串接一台高精度电表为电流量测比对，以此来量测关机泄漏电流与待机功耗，工作电流与功耗等参数指标。4电子器件测试——磁保持继电器测试磁保持继电器的老化测试，就是重复让产品断和闭合，进行老化测试。脉冲波形：+4.5V,5msV,5ms-4.5V,5msV,5ms。测试磁保持继电器的吸合电压和释放电压。