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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。

模块具有2种转换方式包括透明转换方式和透明带标示转换方式。其中透明转换方式会预先设定数据帧ID，串口只需要发送报文数据段信息，其余信息模块会自动填充完整。透明带标识转换方式通过既定的协议格式可以将CAN总线报文的类型、ID转发到串口数据的相应字段。这两种方式在不同应用场景下灵活组合可以实现多种功能。图1CSM1实物、结构图应用方案CSM1这个小模块不仅仅是串口与CAN数据的转换，在很多应用场景中起着必不可少的作用。
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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几种检定方式的选取流量测量仪表的检定，通常采用实流检定和干式检定两种方式。采用何种方式检定流量仪表取决于计量系统对测量不确定度的要求、被检流量计的类型、用途、所具备的检定条件、检定所需费用等诸多因素。一般，用于液体计量的流量仪表（如原油和水计量仪表）基本上采用实流检定，而气体计量的流量仪表（如天然气贸易结算用的差压式流量仪表）绝大多数采用干式检定方式，只有极少数采用临界流喷嘴在线实流检定或离线检定。
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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对动态测试要求比较高的，应确认电流斜率是否满足测试要求。一般而言满量程电流爬升时间越小，动态性能越优越。对测试环境比较恶劣的，应当选择环路带宽比较高的负载，一般而言，满量程电流爬升时间越小，环路带宽越高，恶劣条件下的表现越优越，可靠性也越高。对智能应用及自动化测试要求比较高的用户，应当选择高采样率的负载，高采样率才能保证输入信号的还原、保证应用的 、为智能应用的扩展条件。全天科技大功率直流电子负载系列采用5Khz同步采样技术，可以测量显示瞬态过冲Vp+、瞬态跌落Vp-、电源上升/下降时间等一般负载无法的功能。

(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。

轻工实验室武汉-认证机构在小于1m?的情况下，并联电感产生传递函数中的零点，通常导致在100kHz的低频率下产生拐角频率。这种电感增加了电流检测线路上高频尖峰瞬态事件的幅值，从而使任何并联电流检测集成电路（IC）的前端过载。这个问题必须通过在放大器输入端进行滤波来解决。请注意，无论商如何声称，所有电流检测IC都容易受到此问题的影响。即使尖峰频率高于器件的额定带宽，也需要在器件的输入端进行滤波以解决此问题。其他应用，如DC-DC转换器和电源应用也可能需要在电流检测放大器的输入端进行滤波。