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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。

线缆另一端的配套解串器可扩展返回至并行接口的信号，该接口连接显示器或主机。德州仪器(TI)的FPD-linkIII串行串器产品系列各种应对高速系统设计挑战的 特性。通过单个差分对传输的单个串行数据流可避免数据延迟差问题。这些器件可对串行数据进行编码，以包含无需参考时钟就能恢复的嵌入式时钟，从而无需特别训练序列便可快速初始化连接。经过精心随机化和解扰的数据不仅可限度地减少电磁干扰(EMI)，而且还具有DC平衡性，有助于信号在1多米长的双绞线或单同轴线上传输和恢复。
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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所以，真正的RJ可能只占高斯模型的抖动的一部分，测量中RJ可能被放大了，同时总抖动也会被放大。抖动测量时钟抖动通常有三种测量方法，对应于TIE(TimeIntervalError时间间隔误差)、period(周期抖动)和Cycle-Cycle(相邻周期抖动)三种抖动指标。TIE抖动(时间间隔误差)，以被测时钟沿与理想时钟沿之间的时间差为样本，即以图中的TIEn为样本，通过对很多个样本进行统计分析，表征时钟沿与理想时钟沿偏离值的变化、分布情况，如下图所示：PeriodJitter(周期抖动)，以时钟信号的周期样本，即以图中的Pn样本，通过对很多个样本进行统计分析，表征时钟信号周期Pn的变化、分布情况，对于保证数字系统中的建立保持时间规范很有意义。
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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本系统采用基于Raman后向散射的分布式光纤温度传感原理，采用双通道双波长比较方法，即分别采集Anti-Stokes光和Stokes光，利用两者强度的比值解调温度信号。由于Anti-Stokes光对温度更灵敏，因此Anti-Stokes光作为信号通道，Stokes光作为比较通道，则两者之间的强度比为式中，λs，λas分别为Stokes和Anti-Stokes光波长;h为普朗克常数;c为真空中的光速;k是玻耳兹曼常量;△γ为偏移波数：T为温度。

(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。

计量器具校正南阳-认证中心在城市轨道交通系统中，根据车辆的特点，采用直线电机作为驱动电机又了一种新的选择。直线电机地铁采用直线感应电机牵引，轮轨系统支撑导向，具有技术先进、安全可靠、经济合理以及绿色环保的特点，是一种新型的城市轨道交通系统。与普通地铁相比，其能避建筑物及基础、地下管线和其他地下构筑物，车辆段占地面积也小，适应山区城市已无大面积平地可供利用的现状。直线电机具有造价低、振动小、噪声低、爬坡能力强、牵引能力优越、通过曲线半径小、污染小、安全性能好等诸多优点，但也存在电机效率较低、感应板养护维修要求较高等不足。