轻工实验室湖北-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。

考虑到应力释放时的相互平衡关系及性体结构形式的约束，要想让残余应力释放，就要进行时效，这在实际中若采用自然时效法，则释放缓慢、周期长，常常是不可取的，需要人为缩短时间，一般要消除性体表面残余应力的方法是：真空回火和疲劳式脉动及共振。这样可大幅度地降低残余应力，在短时间内完成通常的长时间的自然时效，使组织性能更为稳定。其次，是应变片和粘接胶。影响应变片稳定性的是箔材本身，应变片的电阻合金种类很多，其中以康铜合金使用 广，它有较好的稳定性，高的疲劳寿命及小的电阻温度系数，是理想的丝栅材料。
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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但也不排除由于浮子导向杆与止动环不同心，造成浮子卡死。时可将仪表拆下，将变形的止动器取下整形，并检查与导向杆是否同心，如不同心可进行校正，然后将浮子装好，手推浮子，感觉浮子上下通畅无阻卡即可，另外，在浮子流量计时一定要垂直或水平，不能倾斜，否则也容易引起卡表并给测量带来误差。测量误差大不符合要求;对于垂直浮子流量计要保持垂直，倾角不大于20度;对于水平浮子流量计要保持水平，倾角不大于20度;浮子流量计周围100mm空间不得有铁磁性物体;位置要远离阀门变径口、泵出口、工艺管线转弯口等。
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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当蓄电池充满后，电压调节器断转子的励磁电流，发电机停止发电；当蓄电池电压降低到一定数值时，电压调节器重新接通励磁电流，发电机恢电。这个过程周而复始的反复进行，既能保证汽车电气设备的正常工作，又能让蓄电池始终处于充满电的状态。为了保证汽车在低速时也能发电，一般发电机的转速是发动机转速的2.5～3倍，所以即使发动机处于怠速状态下，发电机也能正常发电。汽车充电系统在使用和维护过程中，需要注意不得用发电机输出端瞬时接地（搭铁）的方法（试火法）来判断发电机是否发电，也不得在发电机高速运转时拆下蓄电池等主要用电设备，经常检查发电机与蓄电池之间的连线，保证连接牢固可靠，经常检查发电机皮带的张紧程度，皮带过松，会造成蓄电池充电不足；皮带过紧，容易造成皮带和发电机轴承的损坏。

(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。

轻工实验室湖北-计量公司城建施工、洪水侵袭、人为破坏、地壳运动等人为行为或者天灾的破坏，都很容易造成光纤线路的故障。如何有效地保证光纤通信系统的可靠性，一直是一个有待解决的技术难题。本设计在光纤通信的基础之上，通过对光纤通信监测系统的可靠性进行研究。以FPGA代替传统的MCU架构完成数据的采集和，能完成高速的实时数据采集，测量误差小，工作可靠性高。光纤通信系统的测量原理目前的光纤测量中，主要是要测量光纤的损耗和断点。主要基于瑞利散射和菲涅尔反射两种光学现象来进行测量。