量具检测玉林-认证机构

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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。

在汽车正常运行期间，发电机向除起动机之外的其它用电设备供电，并向蓄电池充电。汽车上所用的发电机大多为硅整流三相交流发电机，它以硅二极管为整流器，将交流电转变成直流电。蓄电池蓄电池就是我们俗称的电瓶，它是汽车上的电气设备，很多人都以为它是汽车的电源，其实并不是。它的主要作用是在发动机起动时，向起动机、点火系统等主要用电设备供电；在发动机不运行或低速运行时，向各种用电设备供电；当用电设备过多、用电量超过发电机的供电能力时，蓄电池协助发电机向各种用电设备供电；另外蓄电池还有稳定供电系统电压的作用，它相当于一个大电容，可以吸收电路中瞬间的过电压，以保护用电设备。
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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电路设计是传感器性能是否优越的关键因素，由于传感器输出端都是很微小的信号，如果因为噪声导致有用的信号被淹没，那就得不偿失了，所以加强传感器电路的抗干扰设计尤为重要。在这之前，我们必须了解传感器电路噪声的来源，以便找出更好的方法来降低噪声。总的来说，传感器电路噪声主要有一下七种：低频噪声低频噪声主要是由于内部的导电微粒不连续造成的。特别是碳膜电阻，其碳质材料内部存在许多微小颗粒，颗粒之间是不连续的，在电流流过时，会使电阻的导电率发生变化引起电流的变化，产生类似接触 的闪爆电弧。
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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实际使用中，仪器具体的环境，多少都会受到外部的温度变化或者其他干扰的影响。要确认 在实测环境下的测量精度，并且尽量选择不容易受到外部影响的产品。高可靠性 需要长时间连续信号测试，对可靠性和耐久性都有较高的要求。并且， 经常需要长时间放置在比较恶劣的环境中使用，较高的环境耐用性也是其可靠性的重要表现。可靠性还体现在记录数据的存储上，为确保测试结果的可靠性，要求 的记录数据能够安全有效地存储并且不易被篡改。

(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。

量具检测玉林-认证机构功率的增大以及形状因数的变小迫使工厂摈弃成熟的线性稳压器方案，转而采用关稳压器方案。而采用关稳压器又产生了新的挑战。由于电感器要求使用额外的区域，因此关稳压器形状因数较大。必须考虑稳压器关频率与测量信号频率之间的关系。转换器的布局更加关键。设计 的关稳压器会提高本底噪声，并产生不必要的电磁兼容性(EMC)，将会干扰小型信号的检测。幸运的是，我们目前了集成电感器DC/DC关稳压器，可以限度地减少此类挑战。