工程类实验室黔南-计量公司

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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。

而在白车身车间的那些在线测量工具，其检测与调整则常被认为是大工件，因为它们一般都会用到测量工具。大工件的常用测量手段从对大工件的初步定义来看，其测量手段应具有三种功能：具有足够的精度，即根据测量精度分配的原则和要求，以及现场实际测量情况，当在图纸规范的1/3～1/10；具有性，并能在多次（俗称转站、蛙跳等）情况下保证测量精度；具有坐标测量功能，即配备有几何数字测量软件功能，能进行采样测量、几何要素拟合、测量坐标和评定基准构建、尺寸计算和公定、几何公差计算和评定等。
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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下面让我们来了解一下机器人的避障，避障是指机器人根据采集的障碍物的状态信息，在行走过程中通过传感器感知到妨碍其通行的静态和动态物体时，按照一定的方法进行有效地避障， 达到目标点。实现避障与的必要条件是环境感知，在未知或者是部分未知的环境下避障需要通过传感器获取周围环境信息，包括障碍物的尺寸、形状和位置等信息，因此传感器技术在机器人避障中起着十分重要的作用。避障使用的传感器主要有超声传感器、视觉传感器、红外传感器、激光传感器等。
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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但同时，这种短路保护带有局限性，在线缆、熔断器和断路器的测试时，会由于电源的主动保护而无法进行。为解决此问题，全天科技可编程直流电源引入超低压模式，可正常进行线缆、熔断器和断路器测试，如线缆内阻、熔断器熔断时间。设置方式：按下前面板[Menu]键，进入主界面，选择2.OUTPUTSETTING；选择5.ADVANCEDFUNC，进入 功能菜单；选择3.SHORTMODE，进入超低压模式的设置；该项默认的设置为ON，若用户有线缆或者断路器测试的需求，将此选项设定为OFF后便可正常进行。

(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。

工程类实验室黔南-计量公司仪表应用技术的研究具有现实的经济意义。表率是仪表应用技术水平和仪表本身品质的综合表现。测量方法和仪表对测量对象、使用环境的匹配、协调、优化、以及在此之前的设计选型和调试等环节都是影响表率的重要因素。这些年来，我国的流量测量仪表应用技术获得了长足的进步，流量测量仪表的表率有了很大提高，这一方面是由于仪表人员整体技术水平有了明显提高，责任意识有所增强，更重要的是仪表的品质比以前计划经济年代有了大幅度提高，进口仪表和引进国外先进技术的仪表比重在上升，尤其是仪表普通实现智能化后，测量范围可调比大大扩展，以前由于测量范围选择不合适而无法投入正常使用的仪表，通过变更量程一般都能投入使用。