测试仪表校准焦作-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。

然而，燃油和软性粘结剂（性体）间的互动是实现测量和长期稳定性的一个瓶颈，在当下 使用的燃油、混合剂和添加剂日趋复杂和多样化的大背景下更为凸显。先进压力传感技术确保可靠和测量TDK集团创新的油箱压力传感器采用独特设计：所有和燃油直接接触的塑料和性体都使用超耐久的玻璃基材料替代，与所有材料的热膨胀系数都是相互匹配的。和性体不同，这种材料不会膨胀、收缩或变脆，可消除因信号漂移或泄露导致的不压力测量。
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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以一些新型的或者过的传感器应用于智能小家电为例说明如下：传感器与非接触式温度分散识别相结合可用于自动烘烤控制，用于护发装置的远距离非接触式温度、湿度、发色检测。智能医学传感器用于防护设备。设备中应用的紫外传感器作为防止对紫外线感光过敏的保护。智能鞋能利用加速度传感器测量脚步的运动情况，还能计算跑步运动员和竞走运动员运动的距离。距离传感器和压力传感器用于剃须使用中调整片。
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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100mA到1A是当前大多数产品的电流范围，特别是目前350mA(或者更确切地说，光电半导体结的电流密度为350mA/mm2)是热管理和照明效率间常采纳的折衷方案。控制LED驱动器的积体电路是矽基的，所以在1.25V的范围内有一个典型的带隙。要在1.25V处达到1%的容差，亦即需要±12.5mV的电压范围。这并不难实现，能达到这种容差或更好容差范围的低价电压参考电路或电源控制IC种类繁多，价格低廉。

(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。

测试仪表校准焦作-计量单位受到两部分铁芯闭合程度的影响，电流钳精度通常比互感器差。同样地基于电磁感应的电流钳也只能测量交流。基于霍尔效应的电流钳在铁芯中一个气隙放置霍尔元件。利用霍尔元件测量气隙中的磁感应强度，根据控制方式不同，有环和闭环两种类型。环霍尔型使用线性度较好的霍尔元件，霍尔元件输出电压正比于被测电流。闭环霍尔型使用零磁通技术，铁芯上有补偿线圈。当初级有被测电流在铁芯中产生磁通时，霍尔元件检测铁芯中的磁感应强度，通过负反馈将此误差电压转换为电流驱动补偿线圈，抵消铁芯中的磁通， 终被测电流与补偿线圈产生的磁通量大小一致方向相反，通过测量补偿线圈的电流即可按照匝数比换算出被测电流。