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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。

有必要采用一些其他方法来提高传导EMI的性能。本文主要讨论的是引入输入滤波器来滤除噪声，或增加屏蔽罩来锁住噪声。EMI滤波器示意简图是一个简化的EMI滤波器，包括共模（CM）滤波器和差模（DM）滤波器。通常，DM滤波器主要用于滤除小于30MHz的噪声（DM噪声），CM滤波器主要用于滤除30MHz至100MHz的噪声（CM噪声）。但其实这两个滤波器对于整个频段的EMI噪声都有一定的作用。显示了一个不带滤波器的输入引线噪声，包括正向噪声和负向噪声，并标注了这些噪声的峰值水平和平均水平。
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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本文讨论几个能够展示这种测试价值的例子。个例子是关于“扩频时钟发生器(SSCG)”的辐射特性，分别在“关”和“”的状况下对其扫描。在第二个例子中，设计团队对比了第二代半双工串行解串器(串行器/解串器)系统与第三代全双工系统。结果验证了新一代功能及其优势，不但帮助客户缩短了产品上市时间，并在客户中产生了积极的影响。极近场EMI扫描技术快速磁性极近场测量仪器可以捕获和显示频谱和实时空间扫描结果的可视图像。
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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在小于1m?的情况下，并联电感产生传递函数中的零点，通常导致在100kHz的低频率下产生拐角频率。这种电感增加了电流检测线路上高频尖峰瞬态事件的幅值，从而使任何并联电流检测集成电路（IC）的前端过载。这个问题必须通过在放大器输入端进行滤波来解决。请注意，无论商如何声称，所有电流检测IC都容易受到此问题的影响。即使尖峰频率高于器件的额定带宽，也需要在器件的输入端进行滤波以解决此问题。其他应用，如DC-DC转换器和电源应用也可能需要在电流检测放大器的输入端进行滤波。

(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。

测试设备校验福建-检测公司为增大仪器可测量的范围（动态范围），绝大多数测量仪器都会设置多个量程，以满足不同情况下测量不同大小信号的需求。当使用大量程测试小信号时会有什么结果呢？很多人回答会造成误差增大，但往往说不上来原因，今天我们将会带大家深入讨论一下这样使用带来的影响和原因。许多人认为大量程可测量的范围很大，大小信号都可以兼顾，因此在很多情况下都优先选择较大的量程进行测量，或者不注意选择，直接默认设置，如此使用时，仪器测量的值依然能正常显示，看起来数值也似乎还算准确。