量具校验渭南-计量单位

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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。

为了满足传导发射限制的要求，通常使用电磁干扰(EMI)滤波器来电子产品产生的传导噪声。但是怎么选择一个现有的滤波器或者设计一个能满足需要的滤波器?工程师表现得很盲目，只有凭借经验作尝试。首先根据经验使用一个滤波器，如果不能满足要求再重新修改设计或者换另一个新的滤波器。要找到一个合适的EMI滤波器就成为一个费时且高成本的任务。电子系统产生的干扰特性解决问题首先要了解电子系统产生的总干扰情况，需要多少干扰电压才能满足标准要求?共模干扰是多少，差模干扰是多少?只有明确了这些干扰特性我们才能根据实际的需要提出要求。
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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在这种情况下，验证PA是否会导致发射器超出此限制需要工程师在1MHz带宽下测量不同谐波频率下的辐射。实际上，工程师们采用了一系列方法来确保PA不会违反杂散辐射要求。在研发或特性分析实验室中，工程师通常会使用频谱信号分析仪或是矢量信号分析仪直接测量杂散辐射。然而，在环境中，由于测试时间至关重要，工程师通常直接测量谐波功率并使用统计相关性来预测PA是否违反杂散辐射要求。测量调制信号的谐波需要仔细注意测量带宽，因为谐波所需的测量带宽因不同阶次的谐波而异。
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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典型的物联网设备至少有一个传感器、一个器和一个无线电芯片，无线电芯片在不同的状态下工作，在几十纳秒中消耗从几百纳安到几百毫安的电流()。表征低功耗设备不是一件小事，它可以保证设备一直位于约定的功率预算内。我们面临的挑战包括：准确地捕获很宽的电流动态范围，在测量期间捕获复杂快速的发送模式电流波形，以及确保为被测器件稳定准确的功率等。无线电芯片不同工作状态下电流状况:微器、微控制器(34uW)Antenna:天线Sensor(14uW):传感器):功率管理Radio:无线电(12uW)Powerbudget:80uW:功率预算:电源:电源续航时间：6个月1宽电流范围对物联网应用，设备必须能够在不同的工作状态下运行，从深度睡眠到轻度使用，再到多任务以及密集。

(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。

量具校验渭南-计量单位无刷直流电机（BLDC）应用中，常采用霍尔传感器来检测电机转子的实际位置，给电子换向依据。然而，由于工艺的限制，霍尔传感器的有可能会产生物理位置偏差，从而造成电子换向的时间发生偏差，影响电机的转速和平稳度。为了能检测出这个工艺上的缺陷，在工业上采用了 的电机检测设备，然而这些设备结构复杂、体积庞大、价格昂贵。本文基于虚拟仪器架构的设计思想，设计了一个低成本的逻辑信号检测分析仪来检测电机霍尔传感器信号。