热工实验室上饶-CNAS检测公司

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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。

简介40多年来，数字功能测试一直是测试领域的一部分。 早的测试系统采用简单的静态数字测试功能。然而，随着这些数字设备，模块和系统的性能、复杂性的发展，数字测试仪器也在不断发展。特别是，器件切换速率相关技术的持续进步已经对测试仪器和系统了相对更高的性能要求，而今天的 半导体测试系统了具有高功耗的数GHz测试功能。在事-航天应用，数字功能测试要求不断的提出一系列独特的要求和挑战。与 设备测试相关的测试要求不同，M-A应用主要侧重于支持模块和系统级测试。
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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波形捕获率是相对于数字示波器来说的。数字示波器采样、数据到送显屏幕都是需要时间的，数据和送显屏幕这段时间称为死区时间。死区时间内示波器不采样，是探测不到信号发生的变化的，所以实际上不是所有波形我们都能在屏幕上看到，我们看到的波形其实是被死区时间分隔成一段一段的，因此就有了波形捕获率一说。采样时间+死区时间=波形捕获周期。而波形捕获率是指一秒内波形捕获的次数，也就是波形捕获周期的倒数，如下是示波器的一个捕获周期。
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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瑞利散射是光纤材料本身固有的性质，由于光纤内部含有的杂质、纤核添加物等产生漫反射，其中部分向后散射形成瑞利背向散射，光纤整个长度上都呈现这种现象。而菲涅尔反射它只是发生在光纤接触到空气时或发生在诸如机械的连接接缝处。光纤损耗的测量所依据的主要是瑞利散射原理;光纤断点的测量所依据的主要原理是菲涅尔反射。瑞利散射损耗可用下式进行近似计算：式中，λ以um为单位，B是与石英和掺杂材料有关的常数。

(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。

热工实验室上饶-CNAS检测公司提高关密度和可扩展性对发大型汽车发动机和航天HIL测试系统至关重要。”MikeDewey,directorofmarketingatMarvinTestSolutions：“总体而言，我们看到高密度系统正继续向像MACPanelSCOUT的无电缆界面转移。高密度关切换系统需要高密度的I/O，从电缆接口转移到无电缆接口以确保足够的性能并可靠的接口。客户要求的通道数越来越多，也就要求商寻找更小体积的继电器，以及识别更高密度的I/O连接，这对3U形式的PXI来说是一个特别的挑战。