测试仪表校准汉中-外校单位

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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。

流量测量技术它与传统意义上度量衡计量器具的应用有很大差别，它不是简单地将流量计好，表投运就一定能达到测量目的。曾经有两位 对现场装用着地千余台流量仪表进行 ，发现约有60％所选择地测量方法不是 合适或不正确，其余地40％中，约有一半虽然测量方法合适，却存在现场布置和地不合理现象，这些不合适、不正确和不合理，带来了相应地测量误差。因此流量测量是一种强烈依赖于使用条件地测量，在实验室，流量计可以得到极高地度，但是在使用现场，一旦流体条件或环境条件有大的变化，不仅度无法保证，甚至无法进行正常测量。
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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但是由于这种探头的带宽只能到6MHz左右，所以随着关电源频率的提升，这种探头便不再适合使用。目前常用的电源测量探头是10:1无源探头、100:1无源探头、高压差分探头。探头的选择上首先要考虑电压范围，被测电压不要超出探头允许的范围。比如说一般的10:1的无源探头，其低频耐压值是300VRMS，且随着频率的升高而降低。如所示。使用之前要测量信号的电压范围在此范围内。否者将无法进行正确的测量。10:1无源探头输入额定电压曲线除此之外，还需要考虑探头衰减比对底噪的放大，从而判断信号的真实有效部分。
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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电子负载，顾名思义，是用电子器件实现的“负载”功能。具体地说，电子负载是通过控制内部功率器件MOSFET或晶体管的导通量，使功率管耗散功率，消耗电能的设备。电子负载类似于可以拉载电流的输入设备，如同一个可编程的功率电阻。直流电子负载应用领域直流电子负载通过模拟实物负载和负载波形，可以实现对电源器规格特性的测试，也可以作为ATE或ATS系统的组成单元，在线对充电器、蓄电池等的寿命特性及功率电子元器件的参数特性进行测试。

(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。

测试仪表校准汉中-外校单位每cfm逃逸气体相当于大约每年损失1,6美元，因此7.85cfm意味着每年损失超过12,5美元。虽然这些数据表明的回报来自检测和修复泄漏，但是值得注意的是，按体积计算，大量的小型泄漏大致相当于较小数量的大型泄漏，两者各自占气体损失的大约27%，而中型泄漏占45%。检测发现每处设施平均有19处泄漏，每次检测平均发现9次泄漏。每处设施的平均总泄漏率为2.4cfm。显著节省成本经济效益是显而易见的。