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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。

而MEMS麦克风在器件级完成了模数转换，这意味着，即使声级计可能具有符合某个标准所需的性能，也无法使用该标准规定的方法对其进行测试。：无线声级计数据记录器由于MEMS麦克风硅结构的尺寸非常小，即便是微小的灰尘颗粒也很容易进入麦克风腔体进而损坏它们。极高的静态和动态压力（通常高于16dB-SPL）也会对这些小型硅结构造成损坏。MEMS麦克风通常在1kHz至2kHz范围内具有尖锐的谐振。需要对此谐振进行校正，以使声级计的频率响应落在适当标准的限制线之内。
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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汽车电子技术起源于上世纪90年代，而随着汽车电子化的方便、舒适性等特点逐渐显现，该技术被迅速普及于汽车的各个部分。从广义上看，汽车电子包括基础元器件、电子零部件、车载电子整机、机电一体化的电子控制系统(ECU)、整车分布式电子控制系统及与汽车电子有关的车外电子系统等软硬件部分。从发动机到车窗，从安全气囊的控制装置到刹车系统，都有电子设备的身影。汽车电子化被认为是汽车技术发展史上的一次。电子化程度则被认为是衡量汽车技术发展程度的重要标志之一。
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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以波形片段的采样点数与屏幕点数的固定比例，等间隔地抽取采样点，抽出来的采样点显示到屏幕上。这种方案优点在于实现简单且能反应波形的大致轮廓，适用于较低频率的信号，缺点在于对于太高频的信号，峰值会被过滤掉，无法反映信号的峰值。峰值抽取峰值抽取峰值抽取是把波形原始采样片段分成若干组，如图所示分成了5组，每组分别比较出值和值作为抽取点，并保持这两个点的先后顺序关系。这种抽取方法针对高频信号，优点在于找出峰值，但不保证相邻两点之间的时间间隔相等。

(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。

轻工实验室江门-认证中心干扰源、相合途径及敏感设备是电磁兼容的三要素，缺一不可。电磁兼容的详细内容如所示。电磁兼容如所示，电磁干扰信号的耦合途径有传导和辐射两种。而根据耦合结果不同，干扰又分为共模干扰和差模干扰,共模干扰存在于所有的信号线(包括信号线、数据线和电源线等)和地线之间，而差模干扰存在于信号线之间。提高电磁兼容性措施的有三个方面：提高电子设备本身的EMC性能、对辐射性耦合使用屏蔽技术加以、对传导耦合采取隔离加以。