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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。

本文用一个具体的例子比较在电压轨上完成电流检测的几种不同方法。种方法是使用带分立电阻器的单运放差分放大器；第二种方法是用V+而不是地作为参考轨；第三种方法在IC解决方案中很常见，在这种方案中，晶体管和运算放大器一起工作，以接地参考电流测量。针对在电压轨上实现电流检测的不同方法，绝大多数直流电流检测电路的核心设计思路，是从供电线路中的电阻下手（尽管磁场感应是个好选择，尤其是在电流较高的情况下）。人们只需简单地测量电阻两端的电压降，并根据需要调节阻值来读取电流（E=I×R，如果不包含这个，有人会抱怨）。
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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因为传统的线缆如BNC或SMA线缆本身是可导电的而且容易受到来自于干扰室内部的电磁波的影响，因此光发送和接收单元以及光纤需要被用来将干扰室内部的ECU发出的信号传送到位于干扰室外部的测试设备。光纤是非导体所以不会受到干扰室内的电磁场的影响。为了将线缆从干扰室内部连接到测试设备上，在干扰室边界处波导管被用来输出光信号，从而允许干扰室在将ECU的信号输出时仍旧保持完全的封闭。光纤波导拥有一个高通截止频率，该频率高于在干扰室中测试的频率范围，因此不会对干扰室中所创造的环境产生干扰。
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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几何形状有多方面的适应性，可构成任意形状的光纤传感器。传输频带宽。光纤的带宽距离乘积为30MHz?km?10GHz?km。光纤传感器无可动部分、无电源，是一个电气无源系统。此外，光纤还有耐水性好、抗腐蚀性强、可高密度传输数据等优点。利用光纤能构成种类繁多的传感器，故有人称光纤传感器是传感器。它可测量许多物理量，应用范围遍布事、民用、商业、医学、工业控制等各个领域，如下表所列。表用光纤测量的物理量目前，已证明用光纤可构成检测加速度、速度、位移、角加速度、角速度、角位移、压力、弯曲、应变、转矩、温度、电压、电流、液面、流量、流速、浓度、PH值、磁、声、光、射线等多种物理量的传感器，这些传感器与以电为基础的传统传感器相比较，在测量原理上有本质的差别。

(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。

计量器具校正漳州-CNAS检测机构从而安全扩展功率或电流的输出能力，且并联后，依然保持单机优异的动态特性。用户可任意恒电压CV或恒电流CC工作模式，安全扩展输出能力，从而满足多种大功率高速测试下的需求。以下将会以瞬态响应拉载波形为例说明其工 压：10V，设定电流：120A动态负载：Leve g8台IT6522C并机设定电压：10V，设定电流：960A动态负载：LevelA=100ALevelB=800AF=10Hz结论：从上面的测试图中可以看到，IT6500C系列电源在多台并机后，仍能保持和单机波形一样的动态响应波形，均达到高速无延迟的同步响应。