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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,许多技术的厂商都致力于发高度集成的雷达视觉技术，实现 且不受环境噪音影响的效果。一架巨大的飞机在屏幕上只能呈现为一个点，那已经是过去的老旧雷达屏幕了。现如今，采用TI独特毫米波技术的毫米波传感器，可以帮助我们看到具有详细轮廓的物体并对其进行分类，实现“眼见为实”。想象一下，一个灵敏的机器即使在充满灰尘、黑暗、雾气或下雨等恶劣条件下也能避障碍;一个安全系统，可以透过墙壁看到入侵者;一架无人机可以检测到肉眼看不到的高架电缆;一个在手术工具 的微型雷达可以检测到生物质;又或者一个微型传感器可以监测动脉壁和声带运动。
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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主盘体通过回转支承与机体连接，通过电机驱动主盘体旋转。测头的电源线和数据线通过导电滑环转接至控制柜。显示内容显示器现场显示：棒材外轮廓尺寸及截面图、公差带及超差数，尺寸波动趋势预报，缺陷分析曲线，根据测头旋转一周计算所得圆钢截面的/直径、椭圆度等。软件功能产品参数设置：可设置产品规格、正负公差、材料密度等参数；系统参数设置：可设置故障通道、通信端口、冷热系数、系统的校零等；数据存储：数据记录、数据导出EXCEL、历史数据查询，存储时间大于3年；报设置：可设置超差报的形式和阈值；旋转单路测径仪专业配备了软件系统，具有强大的数据分析能力，可以针对任意测量数据统计分析并拟合波动图、缺陷图、直方图、饼图等统计图表。
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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多路电源通过多通道输出的输出功率是大小规格不等的，所以在实际测试时，工程师就需要购数个单通道且不同规格的电子负载进行测试。除了昂贵的设备成本以外，占用的空间也非常大，且工程师需要对每台设备进行设置操作，并且无法便捷地同步观察测试数据，很可能很长时间都无法完成几个模块的测试，效率很低。所以在实际的工作中，更多的工程师会选择多通道的电子负载来进行测试，这样不但工作效率大为提高，测试数据也更为 。艾德克斯的IT87系列多通道电子负载采用了抽换式模块设计，该系列电子负载共有8种型号的模组，从2W到6W，工程师可以自由搭配模块。

(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。

仪器校验周口-校验公司所有电器连接线均需穿金属管，连好保护接地线。光纤通信线虽已有加强护套但仍应注意避免意外损伤。测量车与配电箱金属管之间的线路应穿橡胶管并通过拖链以免测量车上下线时损坏线路。主控机柜确认现场预留的动力电源（交流照明电）电压符合要求，即可将电源引线接至交流净化稳压电源。按照用户要求将主控机柜摆放到位，将交流净化稳压电源以及测量车、现场LED显示屏的转接线缆连接到主控机柜后面板的插孔上。现场LED显示屏的将现场LED显示屏按现场实际条件和需要挂装到适当位置。