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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。

由于需要连接至发动机，所以TCU和变速箱位于发动机室中或在发动机室附近。但当发动机室内达到极端温度时，就会带来损坏的风险。TCU模块包含具有很多集成电路元件的电路板，如对高温非常敏感的微控制器。许多MCU都具有某些形式的集成温度传感功能，但它们通常不够，只能达到TCU模块整体温度的粗略近似值。LM71-Q1是一种外部温度传感器，能够通过串行外设接口(SPI)直接将温度数据传输给MCU，这样一来便无需使用模数转换器通道和/或查询表。
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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每到1s读一次外部中断0INT计数值，此值即为脉冲信号的频率，可计算出电机的转速。当直流电机通过传动部分带圆盘旋转时，霍尔传感器根据圆盘上得磁片获得一系列脉冲信号。这些脉冲信号通过单片机系统定时/计数器0INT计数，定时器T0定时。定时器T0完成100次溢出中断的时间T除以测得的脉冲数m，经过单位换算，就可以算得直流电机旋转的速度。然后判断是否启动系统进行测量。如果是，就启动系统运行。如果不是就等待启动。
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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在很多应用场合需要4通道以上的示波器，但是市面上极大部分示波器 多只有四通道，而且没有外部输入的同步时钟接口。有什么快捷的方法获得更多通道功能的示波器？ 简便的方法是:将两台示波器的辅助输入信号作为触发源，同时连接到相同的输入信号，每台示波器的另外四个通道都分别连接到不同的待测信号，这样两台示波器就近似于等效的“8通道”示波器。连接示意图如所示。两台示波器连接为近似8通道示波器有些示波器没有辅助输入通道，或者使用辅助输入通道不方便（辅助输入通道在示波器屏幕上没有显示），那么可以使用示波器的某个通道作为触发源，譬如两台示波器都用通道4作为触发源，那么两台示波器就可以同步成近似7通道示波器，连接示意如所示。

(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。

测试设备外校青海-计量公司紧凑的体积和模块化架构，在单个机箱中支持多达512个通道。宽泛的可编程驱动/检测电压范围，支持传统应用和当前技术应用。灵活的架构，每个引脚的可编程性-化灵活性，适用于各种应用。管理与这些数字子系统相关的功率要求和功耗是实现高可靠性的关键。现代数字子系统采用两个主要组件—高性能ASIC或FPGA，所有数字逻辑，定时和序列控制;和单片引脚电子（PE）器件，它们与数字逻辑接口，并为UUT或被测器件可编程电平（）。