轻工实验室亳州-验厂

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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。

光标测量由于是人为手动测量，所以会引入一定的人为误差。但是相对于噪声大的信号来说，光标测量可以人为的去忽略掉这部分噪声，更能把握波形重点。自动测量，当示波器正确捕获波形后，示波器可以对波形参数进行自动测量。自动测量需要参考点，一般称为Vtop（顶部值）和Vbase（底部值），参考点的测量采用幅度统计方法。示波器的工作过程是对捕获波形进行的幅度分析，先确定值Max和值Min，然后对电压上的40%和电压下的40%进行分析，然后进行累积概率统计，出现概率的值为Vtop和Vbase。
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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从液晶仪表盘PCB图不难看出与传统仪表相比，全液晶仪表多了与显示相关的部件，比如：显示屏、GPU器、屏正负压、屏背光等。改用液晶屏幕后不仅增加了产品软硬件设计的难度，产品的EMC设计也成为产品设计的难点。由上图R/G/B液晶屏的架构可知，其主要包括时钟电路、数据电路、供电电路。在高速数字系统中，固定频率的时钟是主要的电磁干扰源之一。随着数据传输速率的提升，时钟频率越来越高，信号的边沿率（即上升时间和下降时间）也随之提高。
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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分类胎压监测按照测量的方式可以分为间接式胎压监测(WSB)和直接式胎压监测(PSB)。而按照传感器位置，我们又可以分为内置式胎压监测和外置式胎压监测。直接式和间接式胎压监测系统直接式胎压监测装置是利用在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，利用无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到接收器模块上的系统，然后对各轮胎气压数据进行显示。当轮胎气压太低或漏气时，系统会自动报。间接式胎压监测的工作原理是当某轮胎的气压降低时，车辆的重量会使该轮的滚动半径变小，导致其转速比其他车轮快，然后通过比较轮胎之间的转速差别，以达到监测胎压的目的。

(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。

轻工实验室亳州-验厂 为了测试准确，OTDR测试仪的脉冲大小和宽度要适当选择，按照厂方给出的折射率n值的指标设定。在判断故障点时，如果光缆长度预先不知道，可先放在自动OTDR，找出故障点的大体地点，然后放在 OTDR。将脉冲大小和宽度选择小一点，但要与光缆长度相对应，盲区减小直至与坐标线重合，脉宽越小越，当然脉冲太小后曲线显示出现噪波，要恰到好处。再就是加接探纤盘，目的是为了防止近处有盲区不易发觉。关于判断断点时，如果断点不在接续盒处，将就近处接续盒打，接上OTDR测试仪，测试故障点距离测试点的准确距离，利用光缆上的米标就很容易找出故障点。