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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。

IT64系列不仅是高精度电源，还具有电池模拟功能，根据电池模型电池输出，可以任意设置电池起始状态，加速电池充放电测试。充放电过程中，模拟电池剩余容量（So和等效电池电阻（Res）。另配合IT9上位机软件可以记录电压、电流、容量随时间的数据。IT64系列具有无缝量程切换和宽动态电流范围，一次测量过程即可从纳安级至安培级范围内的测量，电流比高达5:1；快速的动态响应，确保对动态负载供电时快速瞬态响应和无毛工作。
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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印刷电路板（PCB）是集成各种电子元器件的信息载体，在电子领域中有着广泛的应用，其质量直接影响到产品的性能。在PCB过程中，PCB上的元器件普遍采用表面贴片技术。随着电子科技技术的发展和电子业的发展，电子产品趋于更轻、更小、更薄化。PCB板作为现代电子设备的重要组成部分，由于贴片元器件体积小，密度大，这就要求PCB板的集成度进一步提高。为了保证电子产品的性能，PCB板缺陷检测技术已经成为电子行业中非常关键的技术。
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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点测温与区域测温测量一个区域内的温度，而非逐个点、逐个点的进行测量，可以帮助研究人员和工程师对其正在测试的系统出更好的之情决策。由于热点偶和热敏电阻都需要通过接触才能进行测温，因此它们智能一次一个位置的温度数据。而且，小的测试目标一次只能少数热电偶。贴在其上，实际上热电偶会散热，而可能改变温度读数。传统热电偶的热图像非接触式的测温可能采用点温仪（也称为红外测温仪），但如同热电偶一样，点温仪只能测量单点的温度。

(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。

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