轻工实验室湛江-校验公司

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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。

滤波器是通用的无源、线性、两端口器件，通常采用扫频传输/反射测试技术来完整的表征他的特性。虽然滤波器是一种简单的电气元件，但是它的特性在元件测试系统中的地位是很重要的。此案例是测试一个低通滤波器，要求它对于带宽内的信号具有的损耗和失真，而对宽带之外的信号具有的。为了地测试这些特性,要求测量系统的频率和功率电平在很宽的范围内都要非常。用GA4063可以对测试滤波器简单的定性分析，测试方法和实测效果如下图所示。
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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容量测量：如下图测试电路，核心是用一个具有恒流输出及电压限制的功率电源作为充电电源。电容两端的充电电压波形可以通过一个数字示波器进行记录。通过示波器的光标，可以很方便地读出电压从1.5V上升到2.5V所用的时间，基本的计算公式如下：i=C（V/t）公式变换为：C=i（t/V）。充电电流设定为1A，电压变化范围V=2.5V-1.5V-1V那么C=t，在这个示例中，超级电容的容量在数字上与电容从1.5V充电到2.5V的时间相等。
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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交流输电线路可听噪声一般由两部分组成：一部分是宽频带噪声，这是交流可听噪声的主要部分；另一部分是由于交流电压周期性变化，使导线附近带电粒子往返运动，产生交流纯音分量。实测结果表明，晴天时交流输电线路可听噪声较小，而雨天或雾天时，由于导线表面受潮或附着水滴，电晕放电较强，可听噪声较大，是交流输电线路设计时需要考虑的主要因素。直流输电线路可听噪声，无交流纯音分量，只有宽频带噪声。由于负极性导线电晕放电的效应远低于正极性导线，直流输电线路可听噪声主要来源于正极性导线电晕放电。

(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。

轻工实验室湛江-校验公司众所 ause6.CIE127-2007Clause6.2和IES-LM-79-08Clause9.0都有提到两种测试方法：一种是采用积分球加光度计或光谱辐射计测试的积分法，这个是总光通量的相对测量方法（CIE121：19 lause6.2.2和IES-LM-79-08Clause9.0）；另外一种是采用分布光度计的光度法，这个是总光通量的测量方法。