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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。

目前T/R组件测试大多采用串行顺序测试的模式，即执行完一个测试任务，再启动另一个测试任务，直至完成测试。这相当于要求几个人累计完成1千米的跑步，现在采用的是接力跑模式，为什么不能根据每个人的能力一起跑呢？岂不是更快？多T/R组件并行测试模式就是在同一时刻，不同的T/R组件以多线程的方式执行不同的测试任务，测试任务之间所需的仪器和通道并不冲突。并行测试难点不同于数字和低频测试仪器，当今射频微波测试仪器自身的测试通道还比较少，一般也只能完成某一类性能参数的测试。
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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三相电压不平衡GJB181A-23中规定需要模拟在三相供电不平衡状态下用电设备的运行特性。IT76系列支持单三相输出，可实现对于三相交流电源的测试应用。用户可以根据实际需求实现Y型和型的连接方式。在实现三相输出的同时，可模拟三相不平衡，扩展应用范围。交流谐波畸变模拟GJB181A-23中规定需要模拟在三相供电不平衡状态下用电设备的运行特性。IT76系列拥有强大的谐波模拟能力，可达5次谐波。
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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同理，如果只看中探头而忽视示波器的选择，那再保真的信号也会受示波器本身噪声的影响，因此两者同样重要。众所周知，示波器的模拟前端，包含衰减电路、缓冲电路和放大器电路都会引入噪声。这也是示波器的本底噪声的重要来源。通常都会将模拟前端的设计作为评价示波器噪声的表现的重要指标。泰克的MSO6采用了全新设计的前端放大器Tek061，在较小的伏特/格设置上实现了非常好的噪声性能。因此搭配低噪声示波器才能保证电源轨探头发挥优异的特性。

(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。

测试设备校验深圳-电话U盘导出方法配套软件WaveAnalyzeZDS示波器配套的PC软件WaveAnalyze具有强大的功能，其中也包括有波形导出。WaveAnalyze通过网络与示波器连接，可以将示波器采集到的波形上传到PC端作进一步分析，或导出成文件。该方法需要依赖PC软件，好处是还可以在PC端进行波形分析，可操作性更强。方法如下：示波器PC软件；使用网线连接PC和示波器；打PC软件，并设置示波器IP进行连接；点击采集按钮，采集一帧波形；导出波形文件。