仪器计量宁波-审厂

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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。

CPU、IC和风扇用电量很大，而且是动态耗电的，瞬时电流可能很大，也可能很小，但是电压必须平稳(即纹波和噪声必须较小)，以保持CPU和IC的正常工作。这都对电源的平稳性提出了很高的要求。所有的数字示波器都使用衰减器和放大器来调整垂直量程。设置衰减以后示波器本身的噪声会被放大。测量噪声时应尽可能使用示波器 灵敏的量程档。但是示波器在 灵敏档下通常不具有足够的偏置范围可以把被测直流电压拉到示波器屏幕中心范围进行测试，因此通常需要利用示波器的AC耦合功能把直流成分滤掉只测量AC成分。
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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漏泄电缆的设计目的则是特意减小横向屏蔽，使得电磁能量可以部分地从电缆内穿透到电缆外。当然，电缆外的电磁能量也将感应到电缆内。泄露电缆主要适用于银行、金库、 住宅、监狱、仓库、博物馆、电站（包括核电站）、事机关及设施、基地、油田、文物保护和其它需要室外周边防护的报场所，也可作为室内各种防护报使用。传输损耗测试方法介于泄露同轴电缆的特殊性，它比普通的同轴电缆的损耗更加大，对长线缆的测试带来的更多的挑战？普通的天馈线测试仪将不一定能满足那么大的动态范围的测试应用。
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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其中，L表示明度的差异，当L为正时表明其较样品而言偏白，当L为负时，表明其较样品而言较黑;a表示色调的差异，当a为正时表明其偏红，当a为负时表明其偏绿;b表示彩度的差异，当b为正时表明其偏黄，当b为负时表明其偏蓝。色差仪根据外观形状，有式、便携式、台式之分;种类主要是三激值色差仪和分光光度计色差仪两类。三激值色差仪就是我们通常所说的色差计，只模拟人眼测试物体的红、绿、蓝三激数据，价格便宜，体积小，便于携带。

(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。

仪器计量宁波-审厂 此外，SpectrumView还支持多通道频谱测试，这得益于TEK049支持同时对每个通道的信号作频谱分析。同时观测两个通道的时域波形及频谱TEK049的多通道时域波形显示方式，所的频谱既可以“堆栈(Stacked)”显示，也可以“重叠(Overlay)”显示。同时观测了两个通道的时域波形及频谱，并且采用了重叠显示，以便于频谱之间的对比。所有通道的频谱共用相同的Span、RBW、FFTWindow及SpectrumTime，这一点与时域要求多通道间共用采样率、水平时基及触发类似。