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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。

一直以来，地震预作为减轻地震灾害的重要途径备受关注。早在上世纪，地球物理学家研究发现，地震波在地层中的传播速度总体在8米每秒以内，而破坏性强的横波和面波传播速度在5米每秒以内。一次地震事件中，距离震中由近及远的区域受到地震波及的时间也依次推延。在震中附近监测到地震发生后，以超过地震波传播速度向尚未波及的地方发出预信号，就能实现有效预。得益于现代数字强震仪与通讯技术的发展，地震预技术已经成为现实。
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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红外摄像机因为无损检测使用的红外摄像机要以高灵敏度捕捉瞬变现象，因此需要有高时间分辨率的高帧速率。每个像素的空间分辨率由与红外摄像机一起使用的透镜所决定的空间分辨率视角决定，如要检测大型目标和精细区域，要使用高像素的红外摄像机。2.光激发无损检测-光学增强方法的基本原理为光激发无损检测装置概图。该方法分为所示的脉冲热成像和所示的锁相热成像两种。-脉冲热成像的基本原理脉冲热成像方法通过瞬间灯光激发使测量对象出现温度上升,在温度下降的过程中，通过图像显示正常位置和缺陷位置出现的温度变化和时间相位滞后。
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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一旦收集到数据，就可以对其进行分析并用于预测未来的火山爆发。“使用式热像仪进行测量有很多优势，”夏威夷大学希洛校区地质系主任SteveLundblad表示：“USGS的科学家在进入一些潜在危险地区时，必须对危险格外惕。借助便携式热像仪，可以轻松即时获得事件发展和变化的实时数据。而使用其他方法测量温度可能需要额外的时间来和设备。”比如热耦合器，该设备必须被确实放置于地面，测量完成后再拆除。

(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。

计量器具校准-审厂 在这个过程中，常常会出现问题，其中区主要的就是干扰问题，那我们又该如何解决这个问题，下面就来介绍几种常见的方法。习惯上我们把对电测系统或仪器的测量结果起影响作用的各种外部或内部的无用信号称为干扰。干扰造成的虚信号，不仅对设备本身造成损坏，甚至还会使整个控制系统因逻辑混乱造成控制失灵，形成生产事故，甚至停产。1干扰的类型按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。